10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Вихревые насосы устройство и принцип действия

Вихревой насос: назначение, принцип действия и выбор

Вихревой насос применяется для перекачивания воды из колодцев и скважин. Существуют различные виды вихревых насосов, которые отличаются конструкцией и характеристиками. Однако все они имеют общую основу, заключающуюся в применении завихрении потока.

  1. Где применяют вихревой насос
  2. Устройство и принцип работы
  3. Достоинства и недостатки
  4. Классификация
  5. Открыто вихревые и закрыто вихревые + видео
  6. Погружные и поверхностные модели
  7. Какой насос лучше вихревой или центробежный

Где применяют вихревой насос

Вихревые насосы используют для передвижения жидкостей, однако они подходят для прокачки газа.

Их принципиальной особенностью является возможность выдать сильный напор при малом объеме воды. Это делает их востребованными для применения в бытовых условиях. Они широко применяются в индивидуальном водоснабжении, где работают в автоматическом режиме.

Основное предназначение заключается в следующем:

  • для водоснабжения загородных подворий в комплекте автоматической насосной станции;
  • при перекачке горючих смесей на АЗС;
  • для подачи питания в котельных установках малой мощности.

Вихревой насос из-за своего устройства и принципа действия часто используют в различной промышленности при работе в агрессивной среде. Простота конструкции позволяет изготовить комплектующие из тугоплавких сплавов, обладающих повышенной надежностью.

Устройство и принцип работы

Главным элементом конструкции вихревого насоса является крыльчатка, вращающаяся вокруг своей оси. Она имеет вид стального диска, где на внешнем диаметре имеются ямки, формирующие лопасти разного вида.

Такая крыльчатка вращается вокруг своей оси в прочной камере, имеющей форму цилиндра. Принцип работы вихревого насоса заключается в эффекте всасывания воды через входной патрубок, и ее закручивания в вихрь из-за вращения крыльчатки. Вследствие чего она выталкивается под большим давлением. Таким образом, при малых энергетических затратах мощность водяного потока усиливается в несколько раз.

Следует заметить, что оба патрубка размещены вверху корпуса. Это обеспечивает эффект всасывания уже на старте.

Особенностью устройства является наличие отливного канала между отверстиями для входа – выхода перекачиваемой воды, и специальной перегородки, перекрывающей несколько лопастей с зазором не больше 0,2 мм. Вследствие чего создается центробежная сила, усиливающая водяной напор. В результате, эффективность действия данной конструкции стала в несколько раз больше нежели работа центробежного аппарата.

Достоинства и недостатки

В основу принципа действия вихревого насоса входит множество преимуществ:

  • возможность образования существенного напора на выходе из устройства;
  • наличие функции самовсасывания жидкости;
  • возможность осуществлять транспортировку жидкостей и газов.

Погружные варианты такой конструкции способны эффективно эксплуатироваться на глубине в 20 метров.

К недостаткам можно отнести:

  • низкий КПД, составляющий 45%;
  • невозможность перекачивания воды с наличием мелких фракций твердой материи;
  • не рекомендуется для транспортировки вязких жидкостей.

Как видим, данная конструкция способна выдавать необходимый напор воды для индивидуального домовладения, может применяться при перекачке септика.

Классификация

Данные устройства различаются несколькими особенностями. Разработаны следующие виды подобных насосов:

  • открытых и закрытых вихревых конструкций;
  • предназначенные для установки на поверхности и в толще воды;
  • комбинированные.

Каждый вид имеет свое устройство и предназначение.

Открыто вихревые и закрыто вихревые + видео

Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:

  • лопатки на колесе большей длины;
  • ширина колеса значительно меньше ширины канала для отвода жидкости;
  • закольцованный канал соединен лишь с каналом выхода.

В закрытых конструкциях лопасти значительно короче, располагаются под различными углами, ширина крыльчатки аналогична ширине камеры, канал объединяет ее вход и выход.

Отличие вихревого насоса в принципе работы:

  • изначально вода проходит в основную камеру;
  • закрученная в вихре образное состояние она попадает в соединяющий канал;
  • после чего выходит из насоса под большим давлением.

В закрытых конструкциях из-за одинакового диаметра крыльчатки и рабочей камеры – жидкость сразу направляется в соединяющий канал, где происходит ее формирование в вихрь и создается повышенный напор.

Погружные и поверхностные модели

Различие этих конструкций заключено в их названии. Таким образом, погружные модели эксплуатируются в жидкой среде, способные перемещать жидкости, обладающие небольшой вязкостью. Поверхностные – качают только отфильтрованную воду, для полива огорода либо домашнего водопровода.

  • Комбинированные варианты.

Свободные вихревые конструкции способны перекачивать загрязненную жидкость в дренажных системах и канализациях.

Центробежные вихревые конструкции владеют большим КПД относительно классических вариантов, могут прокачивать жидкости нагретые до температуры + 105 °C. Тут установлено вихревое и центробежное колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа предназначаются для распространения воздуха разной температуры, могут создать небольшой вакуум.

Какой насос лучше вихревой или центробежный

Многие задаются вопросом: что лучше вихревой либо центробежный насос?

Отвечая на этот вопрос необходимо обратить внимание на вихревые насосы и их характеристики.

  • небольшим размером и меньшей стоимостью;
  • способностью выдавать большое давление;
  • работают только с чистой водой;
  • имеют большой уровень шума.

Современные конструкции вихревого насоса, благодаря его принципу работы выдают производительность 8-60 куб. м/ч и напор 25-250 м. Из этого видно, что они предпочтительны для применения в заводских условиях. Из-за большого шума их не используют в жилом помещении и вблизи домов.

По компактности их можно использовать в насосных станциях небольших размеров, так как они способны при малой подаче воды выдавать большой напор. Они удачно используются в помещениях для домашнего животноводства, в оросительных системах, в небольших котельных станциях, и в виде компрессорной установки для циркуляции воды. Отличаются простотой конструкции и доступным ремонтом.

Как видим, данные насосы имеют большие конструктивные особенности, от чего зависят схемы их подключения. Они являются неприхотливыми в работе и часто используются при перекачке воды.

Приобретайте качественное оборудование и наслаждайтесь его безотказной работой!

Вихревые насосы – устройство, назначение

Вихревые насосы применяются на судах в системах санитарной воды, в качестве питательных насосов некоторых вспомогательных и утилизационных котлов, в системах водоохлаждения маломощных ДВС и т. п. Наиболее рациональная область применения вихревых насосов определяется производительностью от 0,4 до 35 м3/ч при напоре до 200 м вод. ст.

Все вихревые насосы самовсасывающие и изготавливаются в одно- и многоступенчатом исполнении.

Для пояснения работы вихревого насоса приведен рис. 28.

Корпус насоса имеет кольцевой канал постоянного сечения, прерывающийся перемычкой. Перемычка плотно примыкает к торцам лопастей и наружной поверхности боковых торцов колеса с выфрезерованными рабочими лопастями на его периферии.

При вращении колеса насоса жидкость поступает на лопасти через всасывающее отверстие и сбрасывается в кольцевой канал. Этот этап работы насоса сходен с действием центробежного насоса.

Лопасти придают жидкости вихревое движение в кольцевом канале, заставляя ее перемещаться по каналу к нагнетательному отверстию. Одна и та же частичка жидкости несколько раз попадает на лопасти и сбрасывается с них на своем пути, получая постоянное приращение энергии.

В этом работа насоса сходна с действием многоступенчатого центробежного насоса. Благодаря многократному приращению энергии жидкости, вихревой насос создает в два-четыре раза больший напор, чем центробежный насос при одинаковых диаметре и числе оборотов колеса. Это — преимущество вихревых насосов.

Вихревые насосы почти не применяются для перекачки вязких жидкостей, так как при этом у них резко уменьшается напор и возрастает потребляемая мощность.

У вихревых насосов наблюдаются большие гидравлические потери на всасывании в момент входа жидкости на лопасти. Для уменьшения этих потерь, для увеличения высоты всасывания и уменьшения мощности и напора холостого хода изготавливаются комбинированные центробежно-вихревые насосы типов ЭСН1 и ЭСН2.

Устройство и принцип работы вихревого насоса

Сегодня для решения различных бытовых задач используются разные виды насосного оборудования. Вихревые агрегаты среди них завоевали особую популярность за свои выдающиеся технические характеристики. К такому оборудованию относят динамические насосы, в которых для циркуляции водной среды используются лопатки, расположенные на рабочем колесе. Существует несколько видов вихревых насосных изделий, которые отличаются особенностями строения и принципом работы. В нашей статье мы рассмотрим устройство и принцип действия вихревого насосного оборудования для скважины.

Устройство

Главный рабочий механизм любого вихревого насоса – рабочее колесо. К нему крепятся лопатки, которые могут находиться в радиальном либо наклонном положении. Это колесо установлено и вращается в цилиндрическом корпусе, в котором торцевые зазоры минимально уменьшены. Водная среда сначала всасывается через входное отверстие, перемещается внутри агрегата и выбрасывается под напором из выходного отверстия.

Рабочее колесо этих агрегатов – это массивный диск из стали с пазами, которые выполнены методом фрезерования по окружности. В итоге эти пазы образуют прямолинейные лопатки. Как правило, напорный и всасывающий патрубок находятся в верхней части корпуса. Это обеспечивает самовсасывание жидкости после залива воды при первом запуске оборудования.

Устройство насоса выполнено так, что расположенный концентрично к оси вала отливной канал идёт по направлению вращения от всасывающего до выходного патрубка. Между этими патрубками установлена специальная перемычка, прижимающаяся к рабочему колесу с минимально возможным зазором в 0,2 мм. При этом эта перемычка перекрывает не менее двух лопаток на рабочем колесе. Она нужна для отделения всасывающей полости от напорной камеры.

Важно: вихревые агрегаты для скважины способны создавать давление в 7 раз, превышающее аналогичный показатель у приборов центробежного типа с такой же частотой вращения рабочего колеса и аналогичными габаритами. Помимо самовсасывающей способности насосы вихревого типа могут работать не только с водной средой, но и с газо-водной смесью.

Схема устройства

Чтобы понять принцип действия вихревого агрегата, необходимо представить его схему, которая выглядит как рабочее колесо, закреплённое на валу. К этому рабочему колесу крепятся лопасти. Поскольку расположение колеса в корпусе является эксцентричным, это способствует минимальному зазору между ним и корпусом агрегата.

Читать еще:  Как сделать баню в гараже – варианты обустройства и правила отделки

Если сравнить принцип действия вихревого насосного оборудования с другими агрегатами самовсасывающей группы для скважины (центробежными и осевыми), то устройство прибора выполнено так, что жидкость, поступающая в кожух, продвигается по касательной оси относительно расположения рабочего колеса. По мере движения воды в корпусе на неё воздействуют центробежные силы, образующиеся в ходе её вращения в паре с рабочим колесом.

Устройство вихревого насосного оборудования хорошо видно на схеме.

Отсюда становится понятно, что рабоче колесо (1) установлено в корпусе (2) с минимальными зазорами. В корпусе насосного оборудования выполнен специальный канал (3), который проходит вдоль всей окружности лопаток рабочего колеса. Этот канал тянется от всасывающего патрубка (5) до напорного патрубка (4). Канал разделён уплотняющим выступом (6), который нужен для того, чтобы жидкость не могла перетекать из напорной зоны во всасывающую камеру. Благодаря лопаткам на рабочем колесе водной среде передаётся энергия, которая позволяет жидкости под воздействием инерционных сил продвигаться от входного отверстия к выходному.

Принцип работы

Принцип действия вихревого насосного оборудования так же, как и в приборах центробежного типа, основан на использовании центробежного усилия, которое возникает при вращении рабочего колеса. Однако в отличие от центробежных аналогов вихревые насосы имеют свои особенности работы, которые состоят в следующем:

  1. Во время вращения рабочего колеса насосного оборудования небольшой объём воды из всасывающего трубопровода попадает в пазы на рабочем колесе.
  2. В результате она продвигается от периферии к центру агрегата, что не похоже на работу центробежного насоса.
  3. После этого этот объём воды под влиянием центробежного усилия начинает продвигаться вдоль лопаток от центральной части к периферии.
  4. В итоге вода получает ускорение и выбрасывается в выходное отверстие.
  5. Здесь скоростная энергия воды переходит в энергию давления.
  6. Под влиянием давления и всасывающего действия лопаток новый объём жидкости снова попадает на лопатки и происходит повторение цикла.

Важно: за один оборот рабочего колеса цикл возникновения давления и подсасывающего действия лопаток повторяется многократно, что способствует приращению энергии и увеличению напора.

Разновидности

Насосное оборудование вихревого типа можно разделить на два вида:

  • открыто-вихревые агрегаты;
  • закрыто-вихревые насосы.

Их принцип работы немного отличается, поскольку насосы первого типа имеют:

  • удлинённые лопатки рабочего колеса;
  • уменьшенный диаметр рабочего колеса в сравнении с просветом рабочего канала;
  • кольцевой канал в приборе соединён с напорным отверстием.

Закрыто-вихревые агрегаты отличаются таким строением:

  • 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.

Принцип работы у каждой разновидности отличается. 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.

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.

Достоинства и недостатки

К преимуществам вихревого насосного оборудования можно отнести следующее:

  • При тех же габаритах и частоте вращения рабочего колеса вихревые насосы могут создавать напор, в 7 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 нагнетать давление не только при работе с водой, но и с газожидкостными смесями. При необходимости они даже могут создать нужный напор с воздухом внутри.
  • Поскольку в подобном оборудовании используется не крыльчатка, а импеллер, это устройство создаёт напор наподобие эжекторного устройства. Это способствует тому, что агрегат может поднимать воду со скважины глубиной более 15-20 м, чего нельзя сказать о центробежном насосе без эжектора.
  • Работа насоса создаёт настолько сильный напор воды, что подобное оборудование по мощности можно сравнить с насосными изделиями промышленного назначения.

Однако у данного оборудования есть и свои недостатки, среди которых можно перечислить следующие:

  • КПД вихревого насосного оборудования достаточно низкий и равен 35-45 %. Именно поэтому вихревые агрегаты высокой мощности использовать невыгодно.
  • Такое изделие не может транспортировать рабочую среду с высокой вязкостью.
  • Кроме этого вихревой агрегат очень чувствителен к загрязнённой рабочей среде, то есть воде с большим содержанием примесей. Поэтому такое оборудование можно использовать только для скважины с чистой водой.

Важно: из-за маленького зазора между лопастями рабочего колеса и корпусом перекачивание водной среды с абразивными частицами может привести к быстрому износу механических частей оборудования и его выходу из строя.

Сфера использования

Если учитывать принцип работы, преимущества и недостатки данных агрегатов, то их использование оправдано там, где нужно создать большой напор в комплексе с небольшой подачей воды. К примеру, такая ситуация может потребоваться для небольшой автоматизированной насосной станции для водоснабжения загородного дома.

Вторая область использования такого оборудования связана со способностью насоса перекачивать газожидкостную смесь. Именно поэтому насосы вихревого типа с успехом используются для перекачки летучих жидкостей, а именно керосина и бензина, на автозаправочных станциях.

Стоит знать: вихревые агрегаты выпускаются с производительностью равной 8-60 кубометров в час и напором 25-250 м. Также в продаже есть комбинированные центробежно-вихревые изделия, которые отличаются улучшенным КПД.

Вихревые насосы – устройство, виды и отличия от центробежных агрегатов

Вихревой насос – это прибор, задача которого заключается в перекачивании воды из скважин, водоемов и накопительных резервуаров. Оборудование этого типа используется в условиях, когда требуется создать высокий напор жидкости при относительно малых ее объемах. При этом в составе перекачиваемой жидкости не должны содержаться химические примеси.

Вихревой насос – устройство и принцип действия

Вихревой насос высокого давления имеет достаточно простую конструкцию. Основной деталью его устройства является рабочее колесо, оборудованное лопастями. Оно располагается в прочном корпусе и фиксируется на валу. Между корпусом и колесом существует зазор, шириной не более 0,2 мм.

Главное отличие между этими насосами и осевыми агрегатами заключается в методе подачи жидкости внутрь кожуха. В вихревых приборах жидкость подается по линии касания с рабочим колесом. Такое устройство вихревого насоса делает его более простым в эксплуатации и ремонте.

Принцип работы прибора заключается во вращении колеса вместе с жидкостью. На всасываемую воду воздействует центробежная сила вращения и всасывающая сила, которая образуется в пазах. Благодаря центробежной силе жидкость направляется в сторону периферии лопастей. В результате этого в пазах образуется разрежение, благодаря которому появляется сила всасывания. Когда она подавляет центробежную силу, вода начинает двигаться в сторону колеса.

Такая процедура повторяется до момента, когда силы воздействие не станут равными. В итоге на каждой из лопастей появляется вихрь, который увеличивает давление. Несмотря на довольно сложный принцип действия, конструкция вихревого насоса является предельно простой.

Преимущества и недостатки вихревого оборудования

Вихревые насосы для воды имеют несколько плюсов. К ним относится:

  • Более низкая стоимость по сравнению с оборудованием других типов;
  • Простая конструкция;
  • Способность к самостоятельному всасыванию воды;
  • Возможность использования в жидкостно-газовой смеси.

Агрегаты этого типа имеют и ряд определенных недостатков. Во-первых, они обладают небольшим КПД – в среднем он не превышает 45 %. Данный показатель не дает вихревым насосам работать на стабильно высокой мощности. Во-вторых, насосы не справляются с перекачиванием жидкостей высокой вязкости.

Классификация агрегатов по методу действия

В зависимости от способа действия, вихревые насосы могут быть следующих типов:

  • Возвратно-поступательными – в таких агрегатах циркуляция жидкости осуществляется посредством перемещения поршня, расположенного в цилиндре. В продаже можно найти возвратно-поступательные вихревые насосы, как с поршнем, так и с мембраной;
  • Роторные – в этих устройства поршень вытесняет воду. По типу рабочего органа такие насосы делятся на роликовые, винтовые, пластинчатые и шестеренчатые;
  • Динамичные – в этих насосах движение жидкости осуществляется в результате передачи к ней кинетической энергии.

Каждый из перечисленных типов агрегатов нашел применения в конкретных областях. Они отличаются между собой по конструкции и габаритам.

Разделение насосов по типу артерий и колеса

В зависимости от размещения водной артерии, в продаже можно найти такие типы вихревых насосов:

  • Агрегаты с открытой артерией:
  • Насосы с закрытой водной артерией.

По типам рабочих колес, насосы делятся на:

  • Оборудование с открытым колесом;
  • Устройства с закрытым колесом.

Насосы закрытого типа оборудуются короткими лопастями. Всасывание жидкости осуществляется через специальный патрубок. Такие агрегаты обладают низким показателем кавитации. В связи со стыковкой продольного вихря и жидкой субстанции, темп движения воды на входе немного замедляется. С целью повышения свойств кавитации перед вихревым колесом подключается центробежная ступень. Такое оборудование получило название центробежно-вихревого. У этих агрегатов КПД немного выше, чем у вихревых насосов, и составляет порядка 48 %. Приборы такого рода широко применяются для систем водоснабжения и питания котлов.

Агрегаты с открытым колесом отличаются от приборов предыдущего типа большей длиной лопастей. За счет этого их показатели кавитации на порядок выше, что позволяет использовать их для выкачивания сточных вод в промышленности и коммунальных предприятиях.

В наши дни многие производители сочетают в насосах свойства и преимущества сразу нескольких видов оборудования. Благодаря этому, на современном рынке можно встретить вакуумный, воздушный и тепловой вихревой насос. Основная разница между этими приборами заключается в технических характеристиках и областях применения. Агрегаты первого типа успешно используются в химической промышленности для работы с газообразными веществами. Тепловые устройства нашли применение при обеспечении жидкостью различных паровых электростанций. Воздушные вихревые насосы используются с целью поддержания работы глубоких водяных скважин промышленного значения.

Читать еще:  Как правильно выбрать фасадную сетку для штукатурки

Сферы применения вихревых насосов

Современную промышленность достаточно тяжело представить без насосного оборудования. Не стали исключением и вихревые насосы. В наши дни они используются в таких отраслях:

  • Для поддержания работы котельных станций;
  • Для перекачивания жидкостей, в состав которых входят газообразные компоненты;
  • Для подачи воды в сельские водные станции;
  • Для работы станций автомобильного обслуживания;
  • В качестве элементов компрессорных установок;
  • С целью перекачивания щелочей и кислот.

Бесперебойная работа во всех этих сферах промышленности требует от насосов устойчивости к механическим повреждениям, агрессивным химическим веществам и износу.

Вихревой или центробежный насос – какой лучше?

С целью понять, что лучше – насос центробежный или вихревой, следует определиться с несколькими факторами – областями применения и характеристиками агрегатов. Центробежные насосы могут использоваться для откачки чистой или содержащей небольшие примеси воды из прудов, глубиной не более 9 метров. При работе такие устройства создают небольшой напор, потребляют значительное количество электроэнергии и имеют достаточно большие габариты.

Главное отличие вихревого насоса от центробежного заключается в том, что агрегаты первого типа создают больший напор, имея, при этом, такую же мощность. Они отличаются меньшими габаритами и потребляют гораздо меньше электроэнергии. Помимо этого, вихревые насосы могут перекачивать жидкость, содержащую в себе газы.

Для сравнения также важно отметить и недостатки вихревых насосов, которых нет у центробежных приборов. Главный из них заключается в неустойчивости вихревых агрегатов к частым механическим повреждениям. В отличие от них, центробежные насосы изготавливаются из чугуна, который легко переносит удары.

Сравнивая агрегаты обоих типов, достаточно сложно определить лучшего из них. Можно только отметить, что если покупатель не нуждается в большом напоре, и хочет выкачивать грязную воду, то можно приобрести прочный центробежный насос, который, к тому же, будет работать намного тише. Если же необходимо добиться максимального напора, то лучше приобретать вихревый агрегат – он выдает больше шума, но стоит на порядок дешевле.


Не стоит также забывать, что производители постоянно комбинируют свойства насосов разных типов. Сегодня очень легко приобрести центробежный вихревой насос, который будет обладать всеми теми свойствами и преимуществами, что и агрегаты, который мы сравниваем.

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.

Вихревые насосы: виды и сферы применения

В системах, которых есть необходимость в высоком напоре при небольшой подаче, используются вихревые насосы. Для перекачивания смесей жидкости и газов также применяют вихревые насосы.

Благодаря различным видам перекачиваемых сред, аппараты широко используются в разных отраслях промышленности.

1 Применение

Аппараты вихревого типа используются для перекачивания жидкостей.

Аппараты эксплуатируют для таких целей:

  • водоочистительные системы;
  • подача воды в дома частного назначения;
  • пожаротушение;
  • поливные конструкции;
  • вентиляционные системы;
  • химическая промышленность;
  • теплоконструкции;
  • автомойки;
  • при транспортировке легколетучих растворов;
  • для перекачивания канализационных стоков;
  • транспортировка жидкостно-газовых веществ.

Принцип работы вихревого насоса

1.1 Конструктивные особенности

Насос вихревой состоит из таких узлов:

  • корпус в виде спирали;
  • рабочее колесо, состоящее из дисков, в которых встроены лопасти;
  • нагнетательный элемент (электромагнитного или вихревого типа);
  • трубки всасывания и напора;
  • соединительные элементы для фиксации деталей.

1.2 Какой принцип действия у вихревых насосов?

Принцип работы вихревого насоса состоит в следующем:

  • при запуске мотора, крутящий момент передается крыльчатке. Крыльчатка расположена в корпусе устройства;
  • когда лопасти вращаются, жидкость подхватывается и закручивается благодаря центробежным силам;
  • лопасти вращаются со скоростью выше, чем скорость передвижения жидкости. Скорость передается от лопастей к жидкости, благодаря этому в камере образовывается вихревое движение. Благодаря этому, жидкость многократно проходит через камеру, получая заряд энергии.

Схема вихревого насоса

Благодаря многократному прохождению через колесо, жидкость получает напор, больше чем в других устройствах. Расход мощности минимальный, при максимальных напорах жидкости.

Но требования к чистоте жидкости очень велики, поскольку вихревой самовсасывающий насос не способен справиться с жидкостями, в которых есть твердые включения. Поскольку частицы деформируют и выводят из строя крыльчатку.
к меню ↑

1.3 КАК УСТРОЕН ВИХРЕВОЙ НАСОС? (ВИДЕО)

2 Виды аппаратов

Приборы вихревого вида делятся на два основных типа:

  • открыто-вихревой вид отличается удлиненными лопатками, небольшим диаметром колеса рабочего. С напорным отверстием соединено канальное кольцо;
  • закрыто-вихревой вид отличаются короткими лопатками, которые расположены с противоположным уклоном, рабочий канал и диаметр колеса равны. Кольцевой канал соединен с отверстиями входа и выхода.

При работе первого типа, вода с патрубка в кольцевой канал проходит через камеру с крыльчаткой и отверстие впускное.

Во втором типе, жидкость попадает в канал через впускное отверстие из патрубка всасывания.

Структурная схема вихревого поверхностного насоса

По расположению относительно перекачиваемой среды делятся на такие виды:

  • погружной транспортирования жидкостей из емкостей и скважин для дальнейшего использования в питьевых и промышленных целей. Аппараты не перекачивают жидкости с твердыми и волокнистыми включениями;
  • механизмы поверхностного типа используются для оросительных систем, транспортировки чистой воды и систем водоподачи. Поверхностный насос размещается в защищенном от влаги месте.

По совмещенности аппараты делятся на две группы:

  • свободно вихревые насосы, которые применяются для дренажных и фекальных систем. Дренажный аппарат перекачивает массы городские и сточные с плотностью не более 1050 килограмм на кубический метр. Так же применяются в горнодобывающей промышленности, применяя бурение. Свободно-вихревые насосы функционируют с чистой и грязной водой;
  • центробежно вихревой насос применяется для транспортировки жидкости с температурой до ста пяти градусов. Центробежно-вихревой насос отличается двумя рабочими колесами. Одно-центробежное, другое- вихревое. Основное преимущество центробежно-вихревых насосов в большом коэффициенте полезного действия, чем у вихревого типа;
  • вихревые вакуумные насосы используются как воздуходувки. Отличаются низким уровнем шума при работе, не нуждаются в техобслуживании. Используют как тепловой аппарат для подачи распространения горячего воздуха. Используются для сушки стеклотары, аэрации прудов и водоемов, в стоматологических приборах.

2.1 Преимущества и недостатки аппаратов

К преимуществам относятся:

Вихревые насосы серии PQ-Bs

  • вихревые насосы для скважины имеют самовсасывающие способности;
  • в отличие от центробежного насоса, аппараты вихревого типа образуют напор в семь раз больше при одинаковых условиях использования. Благодаря этому свойству помпы отличаются компактностью при высоком напоре и производительностью до двенадцати литров в секунду. Это свойство способствует применение вихревых помп в химической промышленности, где трубные магистрали отличаются маленьким диаметром, с высоким гидравлическим сопротивлением. Также благодаря своим свойствам, механизмы используются для водоснабжения сельских угодий, с длинным магистральным путем и низким расходом;
  • в отличие от центробежного устройства, самовсасывающий насос вихревого типа работают как с жидкими, так и с газо-жидкостными средами. Отличаются способностью с наличием воздуха создавать напор;
  • аппарат отличается способностью поднимать воду из глубины до двадцати метров;
  • поверхностный насос вихревого типа создает напор не уступающий промышленному оборудованию;
  • эксплуатация прибора без наполнения жидкостью. Центробежные устройства не запускаются, не наполнившись водой, а вихри всасывают воду при опустошенной всасывающей магистралью. Это свойство позволяет транспортировать летучие жидкости такие как бензин и газ. Зона применения аппаратов расширяется от химической промышленности и закачивания воды до автозаправочных станций и заправки самолетов.
  • коэффициент полезного действия не превышает сорока пяти процентов, что не позволяет применять высокомощные аппараты этого вида из-за невыгодности. Из-за низкого коэффициента полезного действия, аппараты применяются в тех случаях, где помпы центробежного типа использовать невозможно.;
  • насос скважинный может функционировать в условиях чистой жидкости. Поэтому устройства используются как насосы для воды без загрязнений;
  • водяные насосы не могут перекачивать вязкие жидкости.

2.2 Популярные модели и их описание

Наиболее распространенные модели:

Вихревые-самовсасывающие насосы СВН

  • насос вихревой Aquatica775121 поверхностного типа применяется для бытовых нужд. Корпус изготовлен из чугуна с алюминиевым кожухом. Рабочее колесо вихревого насоса изготовлено из латуни. Графитокерамическое механическое уплотнение. Диаметр патрубков два с половиной сантиметра. Мощность 380в. Производительность сорок литров в минуту. Напор сорок метров. Насосы aquatica функционируют с температурой жидкости до сорока градусов Цельсия. Глубина всасывания семь метров. Используются для оросительных систем и подачи воды;
  • Акватик 777311 погружного типа используется в скважинах с диаметром от 11 сантиметров. Мощность устройства 0,750 кВт, производительность до 3 кубических метров в час, создает напор до ста десяти метров. Транспортирует воду с температурой не выше 35 градусов по Цельсию с содержанием примесей не больше 50 грамм на кубический метр. Рабочее колесо изготовлено из латуни, корпус из нержавеющей стали, нагнетательный корпус из стали;
  • насос Optima TPS60 используется для транспортировки жидкостей из скважин и емкостей. Рабочее колесо из латуни, вал из нержавеющей стали. Максимальная производительность 2000 литров литров в час, мощность 0,37 кВт. Перекачивает жидкость с температурой жидкости до 40 градусов Цельсия. Изготовлен в Польше;
  • погружной насос Pedrollo перекачивает воду с температурой до 90 градусов Цельсия. Латунные корпус и рабочее колесо. Электронасос имеет керамо-графитовое механическое уплотнение. Pv 55 отличается наличием механического уплотнения;
  • СВН применяется для топливных и пищевых сред. Транспортирует жидкости с температурным режимом от -40 до 50 градусов по Цельсию, с плотностью не превышающей 1000 килограмм на кубический метр. Создает напор до 26 метров, коэффициент полезного действия составляет тридцать восемь процентов.

Реле давления автоматизирует подачу жидкости. Выставив реле давления на необходимые границы, система подачи жидкости автоматизируется, включая и выключая устройство при достижении показателей.

Аппараты вихревого типа задействованы в различных отраслях промышленности благодаря способности транспортировать легколетучие жидкости и создавай высокие показатели напора.

Вихревой насос: преимущества и недостатки использования

В частном доме редко есть возможность подключиться к центральному водопроводу. Поэтому очень часто людям приходится бурить свою скважину и с ее помощью осуществлять водоснабжение своего жилища. И чтобы это сделать, необходимо построить целую систему из труб и других деталей. Причем самой важной из них считается насос. Ведь именно он заставляет воду перемещаться из скважины в водопровод и распределяться по дому. Поэтому к выбору этого прибора нужно отнестись максимально тщательно. В противном случае вы будете страдать от перебоев в работе системы.

Схема устройства насоса

Вихревой насос – это устройство, которое работает за счет вращения лопаток. Такие изделия пользуются популярностью и обладают особыми техническими характеристиками. Их покупают реже, чем центробежные водооткачивающие изделия.

Ознакомиться со схемой насоса можно в интернете или в специализированной литературе

И чтобы понять, почему, необходимо ознакомиться с устройством агрегата:

  1. Самым важным элементом является колесо, на котором ровно или под наклоном расположены лопатки. Именно этим элементом вихревой агрегат отличается от центробежного.
  2. Колесо установлено в корпусе. Причем расстояние между ним и стенками прибора минимально. На корпусе имеется по отверстию с обеих сторон.
  3. Верхнее и нижнее отверстие определяет всасывающую и выходную камеру. Они разделены специальной перемычкой, расположенной к колесу с минимальным зазором.

Устройство насосного оборудования вихревого типа невероятно просто. Поэтому принцип его работы тоже несложен. К слову, он не сильно отличается от центробежного варианта.

Принцип работы системы вихревого типа

Вихревые насосы имеют достаточно простую конструкцию. Поэтому многие умельцы умудряются их собрать своими руками. Причем буквально из подручных материалов.

Само колесо насоса представляет собой массивную круглую пластину. Лопатки являются с ним монолитной частью, так как они выпилены на нем с помощью фрезы.

На самом деле, и вихревые, и центробежные насосные системы работают, основываясь на законе центробежной силы. Поэтому их принцип действия очень похож. Однако у вихревого изделия есть одно важное отличие – оно может работать не только в водной, но и в водно-воздушной среде.

Перед тем как использовать вихревой насос, лучше сперва изучить принцип его действия

При изучении принципа действия такого насоса становится понятным, чем обусловлено его отличие от центробежного.

Принцип работы насоса для воды:

  1. При вращении колеса-моторчика некоторый объем воды попадает внутрь корпуса. Жидкость поступает через всасывающий вход изделия. И проникает прямо в пазы основного колеса с лопатками.
  2. Из-за такого взаимодействия жидкость начинает двигаться от периферии к центру изделия. Это, кстати, отличает вихревые приборы от центробежных.
  3. Далее вода вновь начинает двигаться от центра в стороны. Это происходит под воздействием центробежной силы.
  4. Благодаря такому движению поток воды ускоряется. Он вылетает через выходное отверстие в трубопровод.
  5. После этого энергия скорости воды превращается в энергию давления.

Цикл повторяется снова и снова. Из-за этого насосы такого типа могут перекачивать достаточно большие объемы воды в короткие сроки.

Преимущества и недостатки использования

Вихревой насос –это отличный способ водоснабжении дома. Такое изделие позволяет постоянно и без перебоев поставлять жидкость в водопровод. И, как и у всех приборов, у него есть свои достоинства и недостатки.

При выборе очень важно произвести расчет жидкости, которую он должен перекачивать за один час. Для этого просто нужно рассчитать, какое количество воды семья потребляет за этот срок.

Достоинства вихревых насосных систем:

  1. Они способны создавать очень большие напоры. При одинаковых параметрах вращения центробежных и вихревых агрегатов последние создают напор в 7 раз больше.
  2. Практически все вихревые устройства относятся к самовсасывающим.
  3. Центробежные устройства не могут работать с воздухом внутри. Поэтому иногда у их владельцев случаются перебои в водоснабжении из-за образования воздушных пробок. С вихревыми приборами такие проблемы на возникают. Ведь они могут работать не только с жидкими, но и с газообразными веществами.
  4. Такие устройства можно использовать для глубоких скважин. Они способны поднимать воду с расстояния свыше 15 метров. Поверхностные центробежные изделия могут работать на глубине до 7 метров. Усилить этот показатель можно с помощью эжектора.
  5. Среди вихревых изделий есть такие, которые могут создавать очень сильный напор жидкости. Поэтому их нередко применяют в промышленных целях.

Достоинств у таких насосов достаточно много. Благодаря им можно организовать не только беспрерывное водоснабжение дома, но и полноценный полив растений в саду. Поэтому такие изделия используются очень часто.

Главное преимущество вихревого насоса в том, что он может создавать большой напор

При внушительном списке достоинств у вихревых агрегатов есть и некоторые недостатки, поэтому перед покупкой с ними нужно ознакомиться:

  1. Не очень высокий КПД. Если нужно изделие высокой мощности, то этот вариант не подойдет, так как его использование будет невыгодным.
  2. Насос не может транспортировать жидкости с большой вязкостью.
  3. Высокая чувствительность к загрязненной воде. Приборы быстро сломаются при перекачивании жидкости с высоким содержанием примесей, поэтому их использование возможно лишь в чистых артезианских скважинах.

Таким образом, нельзя однозначно сказать, что лучше: вихревые или центробежные насосы. Актуальность использования того или иного прибора определяется конкретным случаем.

Разновидности изделий

Существует два вида агрегатов вихревого типа:

  1. Открыто-вихревые имеют длинные лопатки и уменьшенное колесо. Кольцевая часть такого изделия напрямую связана с напорным отверстием.
  2. В закрыто-вихревых дело обстоит по-другому. Здесь лопатки укороченные, а колесо, напротив, удлиненное. В таком изделие кольцевая часть соединена и с входным, и с выходным отверстием.

Оба варианта одинаково хороши для бытового водоснабжения. К ним может прилагаться зарядовый агрегат.

Вихревые насосы – это приборы, которые могут использоваться для домашнего водоснабжения там, где нужен хороший насос. Однако из-за низкого КПД им часто предпочитают центробежные изделия.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector