Принцип работы и устройство вихревых насосов: конструкция, схема работы, виды, классификация, разновидности

Как устроен и как работает вихревой насос?!

Содержание

В практике пищевых производств часто требуется подача небольшого количества жидкости при относительно большом напоре. Использование центробежных насосов в этих целях приводит к применению тихоходных машин или к использованию многоступенчатых насосов.

Добиться высокой экономичности такой насосной установки не удается. Для создания относительно высоких напоров при малой подаче чистых невязких жидкостей применяют вихревые насосы.

Наиболее распространенным является одноступенчатый насос с вихревым рабочим колесом, консольно насаженным на вал насоса.

Вихревой насос предназначен для перекачки воды и других невязких жидкостей с подачей до 35 кубических метров в час при напоре от 9 до 90 метров с температурой до 90 °С без абразивных примесей при отсутствии большой вязкости у жидкости.

Устройство вихревого насоса

Устройство вихревого насоса во многом напоминает устройство насосов центробежного типа

Основной рабочей деталью насоса является вихревое колесо 1, посаженное на вал 2. Вихревое рабочее колесо монтируется в корпусе насоса 3, имеющем всасывающий 4 и нагнетательный 6 патрубки (при вращении рабочего колеса против часовой стрелки на рисунке).

Нагнетательный патрубок отделяется от всасывающего специальной перемычкой 5, перекрывающей не менее двух лопаток рабочего колеса.

Эта перемычка должна подходить к внешней окружности рабочего колеса – с минимальным зазором, отделяя всасывающую полость насоса от напорной.

Вихревое рабочее колесо представляет собой диск с фрезерованными по окружности пазами, обазующими лопатки.

Внутри корпуса вихревого насоса вокруг рабочего колеса расположен отливной канал 7, идущий по направлению вращения от входного до напорного патрубка.

Вихревой насос – принцип действия

Строгой теории вихревых насосов нет. Поэтому существуют, в некоторой степени отличающиеся друг от друга, взгляды на сущность гидравлических процессов, происходящих в вихревом насосе. Так считается, что при увлечении быстродвижущимися частицами жидкости в ячейках рабочего колеса медленнодвижущихся частиц жидкости в боковых или охватывающих верхнюю часть колеса особых каналах, устроенных в корпусе насоса, происходит интенсивное образование и разрушение вихрей – вихревой эффект. Кроме того, при протекании жидкости нутрии насоса, дополнительно возникает центробежный эффект.

Эти два явления и создают напор насоса.

С другой стороны считается, что принцип действия вихревого насоса аналогичен работе многоступенчатого, и основан на действии центробежной силы. При вращении рабочего колеса частицы жидкости из точки А(рисунок с лопатками колеса) под действием центробежной силы перемещаются вдоль лопатки в точку Б, а во время своего движения по лопатке жидкость приобретает скоростную энергию, с которой выбрасывается в отливной канал.

В канале скоростная энергия частицы жидкости переходит в потенциальную энергию давления и частица вновь подхватывается лопаткой рабочего колеса. За время движения от всасывающего патрубка до напорного такой цикл повторяется много раз. При этом каждый раз происходит приращение энергии.

Следовательно, в одном рабочем колесе вихревого насоса происходит работа, сходная с работой нескольких рабочих колес многоступенчатого центробежного насоса.

В результате действия на жидкость вихревого и центробежного эффектов напор, создаваемый одним рабочим колесом вихревого насоса, в 4-5 раз превышает напор, создаваемый центробежным насосом такого же размера при одинаковой частоте вращения.

Виды вихревых насосов

Центробежно-вихревой насос

Появление этого типа насосов обусловлено необходимостью решения вопросов кавитации.

В вихревом насосе рабочая среда подходит к рабочему колесу по периферии – в зоне высоких скоростей. Поэтому велика вероятность возникновения в этом месте кавитации.

Для сведения вероятности возникновения к нулю необходимо увеличить давления на входе в насос. Для этого на валу вихревого насос дополнительно устанавливается центробежное колесо. Благодаря такой конструкции удалось не только справиться с кавитацией, но и значительно увеличить КПД агрегата.

Отсюда и вытекает название этого типа оборудования центробежно вихревой насос.

Поверхностный вихревой насос

Насос поверхностный вихревой при сравнении выигрывает у центробежного. При схожих габаритах оборудование этого типа способно создавать напор в разы больший чем центробежное оборудование. Кроме того многие модели таких насосов обладают возможностью самовсасывания.

Благодаря этой возможности вихревые насосы используются для скважины. Они способны поднимать воду с глубины до 20 метров.

Поверхностный вихревой насос широко используется в быту и на производстве.

Вихревые вакуумные насосы

Вихревые вакуумные насосы используются для создания вакуума. Принцип работы такого насоса подробно описан в статье про водокольцевой насос.

Вихревые вакуумные насосы очень надежны, просты в конструкции и не нуждаются в сложном техническом обслуживании.

Кроме того оборудование это типа может использоваться в качестве воздуходувок. Они широко применяются в качестве тепловых аппаратов для обеспечения подачи требуемого количества тепла или наоборот холодного воздуха.

Открытые и закрытые насосы

Насосы вихревого типа можно разделить на два вида:
открыто-вихревые агрегаты;
закрыто-вихревые насосы.

Принцип их работы немного отличается, поскольку насосы открыто-вихревого типа имеют:
удлинённые лопатки рабочего колеса;
уменьшенный диаметр рабочего колеса в сравнении с просветом рабочего канала;
кольцевой канал в приборе соединён с напорным отверстием.

Во время работы открыто-вихревого агрегата вода из входного патрубка через впускное отверстие и рабочую камеру с крыльчаткой попадает в кольцевой канал. Здесь рабочий вихревой процесс способствует формированию напорного потока. Этот поток направляется через выходное отверстие в магистральный трубопровод.

Закрыто-вихревые агрегаты отличаются следующим:
укороченные лопатки, установленные под разным углом наклона (наклон вперёд, загиб назад либо под определённым углом назад или вперёд);
диаметр рабочего колеса равен просвету рабочего канала;
кольцевой канал имеет непосредственное соединение с входным и выходным отверстием.

В агрегатах закрыто-вихревого типа водная среда из всасывающего патрубка проникает через впускное отверстие в кольцевой канал. Здесь формируется напорный поток и направляется через выходное отверстие в магистральный трубопровод.

Преимущества и недостатки вихревых насосов.

К преимуществам вихревого насосного оборудования можно отнести следующее:
При тех же габаритах и частоте вращения рабочего колеса вихревые насосы могут создавать напор, в 4-5 раз превышающий эту величину у агрегатов центробежного типа.
Многие вихревые агрегаты для скважины обладают способностью к самовсасыванию.
В отличие от насосного оборудования центробежного типа, которое не может работать с воздухом во внутренней камере, приборы вихревого типа могут всасывать и перекачивать жидкости и их эмульсии с воздухом или паром этих жидкостей.
Работа насоса создаёт настолько сильный напор воды, что подобное оборудование по мощности можно сравнить с насосными изделиями промышленного назначения.

Однако у данного оборудования, в случае сравнения его с другими разновидностями центробежных насосов(например, насосов консольного типа), есть и свои недостатки, среди которых можно перечислить следующие:
Недостатком их является резкое падение напора с увеличением подачи, а также малая степень экономичности, не превышающая 30-50%.
Вихревые насосы не способны перекачивать рабочую среду с высокой вязкостью.
Кроме этого насосы этого типа очень чувствительны к загрязнённой рабочей среде, то есть воде с большим содержанием примесей. Поэтому ими можно пользоваться только для скважины с чистой водой.

Видеоматериалы.

Подводя резюме всему вышенаписанному стоит упомянуть область использования насосов вихревого типа. Их использование оправдано там, где нужно создать большой напор при небольшой подачи воды.

Вихревой насос широко используется в пищевой промышленности или, например, в бытовой сфере этот насос может быть частью автоматизированной насосной станции для водоснабжения загородного дома.

Читать еще:  Колодец или скважина для воды в частном доме: этапы устройства своими руками, особенности, преимущества и недостатки

С другой стороны областью применения вихревого насоса может быть его способность перекачивать газожидкостную смесь. Именно поэтому насосы вихревого типа с успехом используются для перекачки летучих жидкостей, а именно керосина и бензина, на автозаправочных станциях.

Вихревые насосы бывают одно и двухступенчатые, а также комбинированные: первое рабочее колесо – центробежное, а второе – вихревое.

Регулирование вихревых насосов может осуществляться задвижкой на нагнетании и перепуском избыточной жидкости из нагнетательной трубки во всасывающую.

Вихревые насосы

Конструкция вихревого насоса

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

Вихревой насос закрытого типа

Конструктивная схема насоса показана на рисунке.

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.

Устройство вихревого насоса открытого типа

Схема открыто-вихревого насоса показана на рисунке.

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.

Принцип работы вихревого насоса

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.

Потери энергии в вихревом насосе

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.

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%.

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.

Устройство и принцип действия вихревых насосов

При малой подаче и большом напоре применяют вихревые насосы. В этих насосах жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении.

В корпусе 2 вихревого насоса (рис. 20, а) размещается рабочее колесо 7, жестко закрепленное на валу 6. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными или отлитыми заодно с ним с обоих торцов радиальными лопатками 5, разделенными перегородкой 4. Корпус насоса снабжен всасывающим 3 и нагнетательным 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцовым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2÷0,3мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, размещается в кольцевом канале а, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно б, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены уплотняющей перемычкой 8, причем радиальный зазор в области ее допускается приблизительно 0,2мм.

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно б направляется к основаниям радиальных лопаток. При вращении рабочего колеса в межлопаточных каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Рассмотренный насос имеет закрытый канал и является самовсасывающим. На рис. 20, б показан вихревой насос с открытым каналом. В корпусе 1 с боковым кольцевым каналом а постоянного сечения вращается рабочее колесо 2, представляющее собой диск с лопатками. Всасывающее В и напорное Н отверстия разделены перемычкой, которая примыкает к торцам и наружной цилиндрической поверхности лопаток и образует зазора – осевой и радиальный . Насосы с открытым каналом имеют меньшие габаритные размеры по сравнению с насосами с закрытым каналом при тех же параметрах. Кроме того, они обладают свойствами реверсивности потока при перемене направления вращения ротора.

Коэффициент полезного действия этих насосов не превышает 50%, что ограничивает область их использования. Важными преимуществами вихревых насосов являются простота конструкции, малые габаритные размеры и масса. На судах их широко используют в системах водоснабжения.

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, применяют вихревые насосы с закрытым каналом.

Для повышения качества характеристик и экономичности, а также для улучшения всасывающей способности строят центробежно-вихревые насосы, первой ступенью которых является рабочее колесо центробежного насоса, а второй – вихревого.

Отечественная промышленность выпускает вихревые насосы общего назначения на параметры, указанные в ГОСТ 10392–80.

На рис. 21, а показан вихревой насос типа ВК. Он состоит из корпуса 6 и крышки 7, в которых вращается рабочее колесо 1, консольно насаженное на вал 3. Корпус крепится к опорному кронштейну 4. В насосе применен сальник 5 с мягкой набивкой. Шариковые подшипники смазываются машинным маслом, которое заливается в кронштейн. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя при помощи эластичной муфты (не показана).

Читать еще:  Почему после смыва течет унитаз, возможные причины течи и решения: что советуют профессионалы и как решить проблему?

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, он снабжается колпаком 2, благодаря которому в нагнетательной камере насоса при, пуске воздух отделяется от воды. По стенкам колпака вода стекает в насос, а воздух уходит в трубопровод, в результате чего во всасывающей полости насоса и во всасывающем трубопроводе создается требуемое разрежение, способствующее заполнению трубопровода перекачиваемой водой.

Перед пуском вихревого насоса необходимо осмотреть его и проверить наличие масла в кронштейне (см. рис. 20). Открыть клапаны на всасывающем и напорном трубопроводах и залить водой насос и всасывающий трубопровод. При наличии у насоса колпака заливки всасывающего трубопровода не требуется, однако насос должен быть залит. Подготовив насос, запускают электродвигатель.

Во время работы насоса не должно наблюдаться вибраций и сотрясений. Наличие этих явлений указывает на плохую центровку насоса с электродвигателем. Необходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов, работой сальника и температурой подшипников.

Так как у вихревых насосов при уменьшении подачи резко возрастают напор и потребляемая мощность, что может привести к перегрузке двигателя или повреждению трубопровода, необходимо внимательно следить за работой предохранительно-перепускного клапана.

Для остановки насоса следует остановить электродвигатель, а затем закрыть клапаны на напорном и всасывающем трубопроводах. Вихревой насос, работающий на пневмоцистерну, включается и выключается автоматически при помощи реле.

93.79.221.197 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Виды и область применения вихревых насосов

Насосное оборудование применяется в различных сферах жизнедеятельности. С работой насосов каждый из нас сталкивается ежедневно.

Видов таких аппаратов много. Одни используют в быту, к примеру, для подачи воды из скважины или полива огорода, другие – в промышленности для перегонки жидких, вязких и газообразных субстанций.

Классификация насосов

По способу действия классифицируются:

  • возвратно-поступательный тип;
  • динамический тип;
  • роторный тип.

В возвратно-поступательных перемещение жидкости происходит благодаря перемещению поршня внутри цилиндра. По виду вытеснительного устройства разделяют: на основе мембраны и поршня.

В роторных вращающийся поршень вытесняет жидкость. По виду рабочих органов: пластинчатые, винтовые, роликовые, шестеренные и коловратные.

Принцип работы вихревого насоса

В динамических, процесс происходит в результате переда

чи кинетической энергии к выкачиваемой жидкости. Это провоцирует перекачку. По действию разделяют: вихревого типа и лопастного типа. Первые работают по принципу самовсасывания, вторые – с помощью центробежной силы. По форме колеса: закрытые (перифирийно-боковые), звездообразные (открытый тип), вихревые. По виду воздухопотока многоступенчатые и одноступенчатые.

Принцип работы вихревого насоса

Функционирование вихревых аппаратов проходит благодаря рабочему колесу с лопастями. Лопасти используются двух типов: наклонного и радиального типа. В корпусе находится колесо, в котором существуют зазоры. Концентрический канал также как и рабочее колесо, расположен в корпусе.Перемычка в канале выполняет функцию уплотнения в полостях. Через отверстиепоступает жидкость, после прогонки в рабочем колесе выходит в отверстие.

  • способность создавать напор в 5-8 раз больше, чем центробежные типы агрегатов;
  • бюджетность;
  • простота конструкции;
  • самовсасывающие способности;
  • способности эксплуатироваться в жидкостно-газовой смеси.

К недостаткам вихревых насосов относятся: низкий коэффициент полезного действия, который не превышает 45 процентов. Этот показатель не дает возможности работать агрегатам при больших мощностях. Также вихревой насос не справляется с вязкими жидкостями. Самовсасывающий электронасос перед началом работы заполняется небольшим количеством воды.

Устройство вихревого насоса для холодной воды (видео)

Классификация по типу колеса и артерий

По размещению водной артерии делятся на :

  • открытую артерию;
  • закрытую артерию.

По типу рабочего колеса:

  • агрегаты с открытым колесом;
  • агрегаты с закрытым колесом.

У агрегатов закрытого типа лопасти короткие. Жидкость входит благодаря всасывающему патрубку. Свойства кавитации таких аппаратов низки. Из-за наложения продольного вихря на движение жидкой субстанции из всасывающего патрубка происходит осложнение движения на входе. Для улучшения свойств кавитации подключается центробежная ступень перед вихревым колесом. Такие аппараты называются центробежно-вихревыми. КПД центробежно-вихревых агрегатов выше и составляет 48%. Центробежно-вихревой насос используется для питания котлов и систем водоснабжения малых объектов в горной местности.

Схема вихревого насоса

Свободно-вихревые насосы используется для выкачки сточных промышленных и коммунально-бытовых вод. Преимуществом свободно-вихревых насосов является то, что работает с абразивными и твердыми частицами. Представитель таких устройств СВН. На все модели данного производителя выдается паспорт и гарантия.

Существует еще один тип – вихревые вакуумные электронасосы. Другое название: компрессионные или вихревые воздуходувки.

У аппаратов с открытым типом, радиус канала больше радиуса лопастей.Поступление жидкости к лопаткам колеса происходит из патрубка, пройдя через колесо поступает в канал. От вида колеса зависит способность работать с газожидкостной смесью.

По расположению устройств делятся на погружные и поверхностные.

Погружные (скважинные) используются при перекачивании чистой воды без примесей и агрессивных компонентов. Применяются для подачи воды в жилые и офисные помещения. Делятся на: фекальные, дренажные, колодезные, канализационные и скважинные.

Также существует тепловой аппарат он забирает или отдает тепло из воды. При бурении скважин используются насосы.

Водяные насосы состоят из реле давления, электродвигателя, наборного бака, манометра, помпы и шланга. Погружной аппарат эксплуатируется в автоматическом режиме. Погружной агрегат отличается возможностью работы как с чистой так и с загрязненной жидкостью с размерами частиц до 30 миллиметров.

Дренажный электронасос работает с чистой и грязной (с вместимостью частиц размером 20 мм) водой, и осушает водоемы. Дренажный отличается легкостью, надежностью и простотой использования. Насос скважинный работает со скважиной не менее 100 миллиметров в диаметре.

Структурная схема вихревого поверхностного насоса

Вихревые электронасосы для скважины отличаются простотой конструкции и надежностью.

Поверхностные используются при перекачке и поднятии чистой воды из резервуаров для увеличения давления в системе. К представителем таких агрегатов принадлежит насос вихревой aquatica 775121. Особенностью является отсутствие пульсации и высокое давление. Мощность такой установки 380в. Преимуществом является высокая производительность и низкая стоимость. Электронасос акватик может эксплуатироваться при температуре среды 40 градусов Цельсия, с температурой жидкости 50 градусов Цельсия. Насосы aquatica используются для подачи воды под давлением. Насос Optima также поверхностного типа.

Вихревой самовсасывающий насос для воды – это поверхностный насос, который функционирует в системах водоснабжения, для полива и повышения давления. Отличается экономным потреблением электричества, низким шумом и компактностью. В конструкцию агрегата обязательно входит реле давления. Реле давление предназначено для поддержания давления в сети на стабильном уровне. Перед началом эксплуатирование реле давления необходимо настроить.

Вихревой насос pv способен работать с жидкостью, температура которой 90 градусов Цельсия. Трехфазный аппарат PV 55 изготовлен из латуни с алюминиевым кожухом и ведущим валом из нержавеющей стали.

Применение

Технические характеристики позволяют широко эксплуатировать аппараты, а именно:

  • Для котельных;
  • Для жидкостей, содержащих газы;
  • Для сельских водных станций;
  • Автомоечные насосы;
  • В качестве вакуумных насосов в компрессорных установках;
  • В перекачивании легколетучих жидкостей;
  • Для перекачки кислот и щелочей.

Использование вихревых машин очень обширно. Данное устройство полезно во всех сферах деятельности. От быта до промышленности.

Читать еще:  Как отбелить ванну в домашних условиях: химические и народные средства, способы отбеливания советы и рекомендации

Особенности применения вихревых насосов

Насосы используются для самых разных задач: в бытовой сфере для организации полива или водоснабжения на участке, в промышленности для откачивания воды из скважин, для перекачки газообразных и летучих веществ, в коммунальных хозяйствах в качестве насосов в небольших котельных. Все насосное оборудование можно поделить на несколько видов, которые отличаются устройством, назначением и характеристиками. Ниже будут рассмотрены особенности вихревых насосов, получивших довольно широкое распространение.

Где применяют вихревой насос

Вихревой насос главным образом выполняет задачу перекачивания воды, но может быть использован и для транспортировки газообразных веществ. Существует несколько подвидов устройств, но одинаковым элементом у всех будет рабочее колесо со специальными лопатками. Принципиальным отличием вихревых насосов является возможность работы с малым количеством воды, при этом они способны обеспечить достаточно сильный напор.

Соответственно, основная сфера применения – места, где нужно обеспечить большой напор воды при незначительных ее объемах. Водяной насос вихревого типа применяется для бытовых или производственных целей. Их используют в автоматических системах подачи воды, для орошения, они подходят для подачи жидкостей того или иного типа, могут выступать в качестве компрессора для повышения давления в системе водоснабжения. В частности, назначение такого насоса следующее:

  • водоснабжение загородных домов при помощи автоматизированной насосной станции;
  • перекачка бензина и керосина на АЗС;
  • питание маломощных котельных установок и др.

Часто насосы этого типа применяют в химической промышленности для перекачки химически агрессивных веществ. Благодаря простоте конструкции в качестве материалов для изготовления вихревых насосов применяют химически стойкие сплавы, с трудом поддающиеся фигурному литью.

Устройство и принцип работы

Как было упомянуто выше, основной рабочий элемент данного типа устройств – это колесо (крыльчатка) с лопатками, которые выступают в роли лопастей. Лопасти по направлению к оси колеса располагаются радиально или наклонно. Сама по себе крыльчатка является стальным диском, по его внешней окружности вырезаны ямки, которые и формируют лопасти.

Колесо с лопастями вращается внутри цилиндрического корпуса, при этом расстояние от торца лопатки до стенки минимально. Принцип действия вихревого насоса заключается в том, что вода всасывается во входное отверстие и закручивается в вихрь благодаря крыльчатке. При небольших энергозатратах мощность потока увеличивается в разы, и жидкость с большим давлением выбрасывается из выходного патрубка.

Стоит отметить, что входной и выходной патрубки находятся в верхней части насоса. Такая конструкция обеспечивает самовсасывание жидкости при старте работы оборудования.

В вихревом насосе есть специальный отливной канал, который соединяет выходной патрубок с входным отверстием, при этом между собой они разделены специальной перегородкой. Она перекрывает минимум две лопасти, и между ней и колесом расстояние составляет не более 0,2 мм. Таким образом, движение перекачиваемой воды и крыльчатки создает центробежную силу, что и усиливает напор. За счет такой конструкции удалось добиться не только повышение давления на выходе, но и обеспечить возможность перекачивать газожидкостные вещества.

Благодаря конструктивным особенностям при одинаковых размерах крыльчатки и равной частоте совершаемых оборотов, работа вихревого насоса приблизительно в 7 раз эффективней, чем центробежного.

Достоинства и недостатки вихревых насосов

Вихревые насосы имеют своим плюсы и минусы. К достоинствам можно отнести большой напор на выходе, функцию самовсасывания воды, возможность перекачивать не только жидкость, но и летучие вещества, а также структуры с газом. С помощью таких устройств можно осуществлять не только перекачивание, но и транспортировку воды по трубам. Использовать насосы погружного типа с вихревой системой работы можно на глубине до 20 метров.

Основной минус – это низкий коэффициент полезного действия. Он составляет порядка 45%, при необходимости обеспечения высоких производственных мощностей лучше выбрать центробежный насос, так как экономически он будет более выгоден. На крупных предприятиях рассматриваемые модели используют только по причине невозможности использовать центробежные. Еще один серьезный недостаток – вихревой насос не может перекачивать воду, в которой есть вкрапления твердых частиц. Также такие устройства не подходят для вязких веществ.

Классификация

Вихревые устройства могут отличаться по нескольким параметрам. В настоящее время существуют следующие типы вихревых насосов:

  • открытой и закрыто — вихревые;
  • погружные и поверхностные;
  • комбинированные.

Каждый из них имеет разное назначение и строение

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые

Открыто-вихревой насос отличается от закрыто-вихревого тем, что у него более длинные лопатки, крыльчатка по диаметру меньше отводного канала, и сам кольцевой канал соединяется только с напорным патрубком. У закрытых моделей лопасти более короткие и расположены под разными углами, диаметр колеса совпадает с диаметром внутренней камеры, а канал соединяет входное и выходное отверстие.

Отличие в работе следующее. Вода поступает через вход и попадает в рабочую камеру, где в виде вихря отправляется в соединительный канал и уже через него под давлением выходит через выходной патрубок. У закрытых устройств в силу одинакового диаметра рабочей камеры и колеса вода сразу попадает в соединительный канал, там формируется вихрь и усиливается напор.

Погружные и поверхностные модели

Отличие данных моделей понятно из названия: погружные находятся непосредственно в перекачиваемой среде, поверхностные расположены рядом с ней. Первый вариант чаще всего используется просто для перекачивания жидкостей или не слишком вязких веществ, второй используется для циркуляции воды, например, в оросительных системах или для водоснабжения дома.

Комбинированные варианты

Свободно-вихревые модели позволяют работать с сильно загрязненными веществами. Их используют как фекальные или дренажные насосы, применяют в очистных сооружениях и в добывающей промышленности для откачивания воды из скважин при бурении.

Центробежно-вихревые насосы имеют более высокий КПД в сравнении с классическими вихревыми моделями, они способны работать с жидкостями с температурой нагрева не более 105 градусов. Отличие заключается в том, что здесь установлено и центробежное, и вихревое колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа – это своего рода воздуходувки. С их помощью можно обеспечить распространение горячего или холодного воздуха, а также добиться небольшого вакуума. Часто применяется для сушки стеклянной тары и аэрации водоемов.

Какой насос лучше – вихревой или центробежный

Чтобы ответить на вопрос, что лучше, вихревой или центробежный насос, следует внимательно посмотреть на характеристики вихревых насосов:

  • небольшой размер и меньшая цена в сравнении с центробежными;
  • способность создать высокое давление;
  • работа с чистыми веществами;
  • достаточно высокий уровень шума.

В настоящее время вихревые насосы обеспечивают производительность от 8 до 60 кубических метров в час, а напор варьируется от 25 до 250 метров.

Исходя из характеристик вихревых моделей, можно сделать вывод, что они более пригодны в промышленности, так как способны перекачивать не только жидкости. По причине высокого шума они не подходят для работы в жилых помещениях или расположенных в непосредственной близости рядом с домом. Благодаря цене и компактным размером их целесообразно применять на небольших насосных станциях, ведь они могут работать с малой подачей, но большим напором. Они подходят для фермерских хозяйств в качестве снабжения системы орошения водой. Такие насосы отлично подходят для вспомогательных котельных станций, а также в качестве компрессора для обеспечения циркуляции воды. Еще одним плюсом является простота конструкции и ремонта.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector