Принцип работы вихревого насоса — разбор технологии - «Мега Мастер»

Электрика 19.11.2023

Рабочее колесо

Профилирование лопаток рабочего колеса вихревого насоса создает условия, при которых при движении жидкости происходит перенос от внутренней части канала к его внешней стороне, что в результате придает жидкости окружную составляющую скорости. Рассматривая «принцип работы вихревого насоса», становится ясным, что данное профилирование играет существенную роль в обеспечении эффективной циркуляции жидкости внутри насоса.

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.

Особенности конструкции

Основной элемент любого вихревого насоса, как уже было сказано выше, – рабочее колесо (крыльчатка), оснащенное лопастями, которые по отношению к оси такого колеса могут располагаться в радиальном или наклонном положении. Вращение крыльчатки происходит во внутренней части цилиндрической камеры, зазоры между стенками которой и торцевыми частями лопаток минимизированы. Жидкая среда сначала всасывается через входное отверстие, затем перемещается под действием лопастей во внутренней камере насосного устройства и выталкивается через выходной патрубок.

Конструктивно крыльчатка вихревого насоса представляет собой большой стальной диск, по окружности которого с помощью фрезерования сделаны выемки, формирующие лопасти. Принимающий и выходной патрубки вихревого насоса находятся в верхней части его корпуса.

Рабочее колесо (лопастная крыльчатка) вихревого насоса

Во внутренней части вихревых насосных устройств имеется отливной канал, который концентричен оси вала и направлен от принимающего патрубка к выходному. Разделение всасывающей и напорной полостей рабочей камеры обеспечивает специальная перемычка, которая прижимается к рабочему колесу с минимально существующим зазором (составляющим две десятых миллиметра) и одновременно перекрывает не менее двух лопастей.

Если сравнивать насосы вихревые с устройствами обычного центробежного типа, то при аналогичных размерах и равной частоте вращения крыльчатки первые способны создавать значительно более высокое давление перекачиваемой среды (в семь раз больше). Вихревые насосы за счет особенностей своей конструкции могут не только функционировать в самовсасывающем режиме, но и перекачивать газово-жидкостные среды.

Устройство вихревого насоса

Крыльчатка насоса вихревого типа, вращающаяся внутри его корпуса, располагается в нем эксцентрично. Так создается наименьший зазор между торцевой частью лопаток и внутренними стенками камеры. Наиболее значимое различие центробежных и вихревых насосов состоит в том, что в последних жидкость, попадающая в рабочую камеру, двигается по касательной по отношению к окружности крыльчатки. Продвижение жидкости по специальной канавке, проходящей по всей окружности рабочей камеры, обеспечивается за счет центробежных сил, создаваемых при вращении жидкой среды совместно с крыльчаткой. Канал, по которому жидкость внутри вихревого насосного устройства перемещается от принимающего патрубка к выходному, разделен специальным уплотнительным выступом. Последний необходим для того, чтобы не допустить попадания перекачиваемой жидкой среды из напорной зоны во всасывающую камеру.

открыто-вихревые;
закрыто-вихревые.

Напор

Вихревые насосы при тех же размерах и частоте вращения рабочего колеса способны развивать напор в 4 – 7 раз больший, чем центробежные.

Это позволяет существенно уменьшить их габариты. При этом получается компактный насос с небольшой производительностью (обычно – до 12 л/с) и довольно высоким напором (может достигать 240 м).

Такие качества делают их пригодными для использования, к примеру, в химической промышленности, где небольшие объемы химикалий приходится прокачивать через несколько реакторов, тонкие трубки которых имеют большое гидравлическое сопротивление.

Эта же особенность обуславливает применение в некоторых случаях вихревых насосов для водоснабжения сельских населенных пунктов, где при значительной продолжительности водопроводных линий (большое гидравлическое сопротивление) расход является очень небольшим. При этом подача у вихревого насоса в гораздо меньшей степени, чем у центробежного, зависит от сопротивления напорного трубопровода.

Перед запуском рабочую камеру центробежного насоса вместе со всасывающей магистралью нужно заполнять водой.

Сфера применения центробежных агрегатов

Устройства этого типа применяются в быту и на производстве чаще других, так как они отличаются простотой эксплуатации, технологической экономичностью. В быту помпы центробежного типа используют для перекачивания воды и других жидкостей из колодцев, бассейнов, резервуаров, в системах водоснабжения загородных домов, для полива садовых участков и мойки автомобилей.

Самовсасывающие насосы для воды: виды, принцип работы, рекомендации по эксплуатации

Насосы самовсасывающего типа – особый вид поверхностного оборудования, разработанный с целью увеличения рабочего ресурса. Их движущиеся части всегда охлаждены, уплотнители не повреждены, мотор действует безупречно. Однако из-за солидного ассортимента сложно бывает остановиться на подходящей модели. Согласны?

Все, что необходимо знать про самовсасывающие насосы для воды, вы найдете на нашем сайте. У нас подробно изложен принцип устройства и работы агрегатов этого типа, приведены различия в конструкции. Представленная нами информация поможет совершить взвешенную покупку.

Мы детально описали разные варианты самовсасывающих насосов, привели рекомендации по эксплуатации. Углубить познания помогут полезные фото и видео-приложения.

Различают самовсасывающие и нормально всасывающие устройства. Отличие кроется в конструкции, регулирующей процесс перезаливки в случае попадания в систему воздуха.

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:

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

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

Виды самовсасывающих насосных устройств

По видам это оборудование расходится на два направления: вихревые и центробежные, где последние пользуются большей популярностью. Также определенные модификации оснащаются встроенными или выносными эжекторами, остальные модели эжекторов не имеют. Невзирая на высокий процент схожести многих аппаратов самовсасывающего вида, процесс их эксплуатации, а также другие особенности часто отличаются.

Важно понимать, что такие насосы должны включаться при соблюдении определенного условия: корпус, имеющий вид улитки, должен быть полностью заполнен водой. Это связано с крыльчаткой, которая не может по-другому создавать давление. Хотя этот нюанс многие и называют недостатком, в остальном недостатков практически нет.

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.

Разновидности вихревых насосов

Такое насосное гидрооборудование может быть:

Открыто-вихревым. Здесь устанавливается рабочее колесо удлиненной формы. Оно имеет уменьшенный размер диаметра.
Закрыто-вихревым. Здесь устанавливаются короткие лопатки рабочего колеса. Они расположены под разными углами. Величина диаметра внутренней камеры и имеющегося рабочего колеса одинаковы.

Насосы различаются по тому, как они расположены относительно перекачиваемой жидкости. По данному критерию выделяют вихревое оборудование:

Погружного типа. Оно постоянно находится в воде. Применяется в различных целях. Способно перекачивать не очень вязкие жидкости.
Поверхностного типа. Должны быть расположены недалеко от источника и защищены от попадания влаги. Это оборудование в основном используется для бытовых целей.

На сегодняшний день производители выпускают совмещенное гидрооборудование.

Насосное гидрооборудование свободно-вихревого типа. Этот гидронасос может перекачивать очень загрязненные жидкости. Также используется для обслуживания очистных сооружений и для бурения скважин.
Насосное гидрооборудование центробежно-вихревого типа. Такой гидронасос перекачивает жидкость, имеющую высокую температуру. В конструкции есть 2 специальных колеса. Имеет высокую производительность.
Насосное гидрооборудование вакуумного типа. Может откачивать газ. Оно отличается простотой использования и проведения технического обслуживания. Могут использоваться как тепловой аппарат. Им сушат стеклотару. Применяют для аэрации различных водоемов.

К недостаткам относятся следующие параметры:

Вихревой всасывающий насос

Такой вид подходит только для чистой воды. Важно! Нельзя устанавливать его, если в жидкости могут находиться твердые частицы или вязкие среды. Это приведет к скорой поломке.

По строению вихревая модель мало чем отличается. Также работа осуществляется за счет колеса с лопастями, которые вращаются около канала. Вода по винтовой траектории поступает по специальной трубке при вращении колеса. Возникают давление и энергия, которые поднимают жидкость на определенный уровень. После удаления воздуха дальнейшее перемещение воды проводится по центробежному механизму, описанному выше.

Вихревой всасывающий насос следует проверить на работоспособность перед покупкой

У вихревого насоса достаточно низкий коэффициент полезного действия, поэтому затрачивается большое количество энергии, что очень не выгодно.

Достоинства таких моделей:

Небольшой размер;
Сильный напор;
Простая установка и легкий монтаж.

Но эти преимущества не делают вихревой насос популярным из-за его существенных минусов.

Достоинства таких моделей:

Лучшие погружные аппараты

В отличие от поверхностных, погружные насосы опускаются непосредственно в резервуар с водой, будь то обычный колодец или скважина. Козырем погружных насосов является их бесшумность, а минусом — трудность обслуживания и более высокая цена за водонепроницаемость.

Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:

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.

Аппараты вихревого типа используются для перекачивания жидкостей.

Поверхностный насос – виды, строение и принцип действия

Насосы самовсасывающего типа поднимают воду из скважин за счет разницы в перепаде давления. Максимум на что они способны при идеальных условиях (при создании вакуума), поднять ее на высоту 10,3 м, но таковых нет нигде, поэтому этот параметр равен 8-9 метрам по факту. Внутри агрегата вращаются лопасти, создающие области пониженного давления, которые тут же стремятся заполниться жидкостью.

Компактный помощник для полива огорода

Состоят такие насосы из электрического двигателя, выполняющего основную работу, и рабочей камеры, через которую перекачивается жидкость за счет нагнетательного механизма, приводимого в движение мотором. Соединены активные части посредством вала, который проходит через уплотнитель, не дающий попасть воде в электрическую часть прибора.

Рабочая камера центробежного вихревого насоса в разрезе

Уплотнители существуют двух видов – сальники и торцевые. Первый вариант недорогой, но качество его не очень высокое. Второй встречается реже в виду дороговизны – им комплектуются самые надежные агрегаты.

Интересно знать! Существуют насосы вообще без уплотнителей. Они оборудованы магнитными муфтами. С одной стороны такое решение говорит о надежности, а с другой – о низком КПД насоса. Очень высокие потери при передаче крутящего момента с вала на вал. Такие конструкции являются на сегодня самыми дорогими.

По принципу создания всасывающего усилия насосы делятся на центробежные и вихревые. И там, и там установлена крыльчатка, только она отличается по своей форме. Давайте подробнее расскажем об этих системах.

Преимущества центробежных насосов

Выбирая, вихревой или центробежный насос — какой лучше приобрести для загородного водоснабжения, полива приусадебного участка или других нужд, учитывайте преимущества оборудования второго типа:

Универсальность эксплуатации – можно использовать с любым источником воды – колодцем, скважиной, иным, при различных способах установки — глубинном или поверхностном.
Большой модельный ряд.
Высокая производительность – воду можно поднимать со значительной глубины, поставлять на большую высоту.
Почти полное отсутствие шумов в рабочем режиме.
Надежность.
Компактность.

Производители реализуют множество моделей как винтовых, так и центробежных, вихревых насосов. Модели отличаются своими техническими характеристиками и способностью к обеспечению водой. Выбор агрегатов любого типа широк.

Разбор внутреннего устройства и принципа работы самовсасывающего насоса для воды

Для устройства эффективных систем автономного водоснабжения в загородных коттеджах, частных домах и дачных участках необходимы самовсасывающие насосы для воды. Из названия следует, что данное оборудование способно, находясь на небольшом расстоянии, от источника водозабора, поднимать жидкость с глубины, пропуская ее «через себя». Выпускаемые производителями модели отличаются назначением и целым рядом технических характеристик, которые нужно изучать при выборе насоса для бытового использования. Довольно часто самовсасывающие насосы в автономных системах загородного водоснабжения идут вместе с накопительным или мембранным напорным баком. Правда, такой вид оборудования уже называют насосной станцией.

В данном видеоролике наглядно показан принцип работы бытового самовсасывающего насоса, способного забирать жидкость с помощью шланга из емкости и перекачивать ее в нужное место.

Важно! Для всех моделей бытовых самовсасывающих насосов данного типа важно обеспечить защиту от «сухого хода», провоцирующего поломку агрегата в большинстве случаев.

Как работает вихревой насос?

Вихревой насос — это насос, который использует силу вихря для создания давления и перекачки жидкости. Рабочий элемент вихревого насоса — это рабочее колесо, которое располагается внутри корпуса насоса и имеет центральное отверстие. Внутри отверстия находится пылевое кольцо.

Принцип работы вихревого насоса основан на том, что жидкость, проходя через пылевое кольцо, создает вихрь, который переносится на рабочее колесо и приводит его во вращение. В результате в центральной части рабочего колеса образуется область низкого давления, в которую жидкость всасывается. Затем она перемещается по рабочему колесу и поступает в выходной патрубок насоса с необходимым давлением.

Преимущества вихревых насосов включают высокую производительность, надежность и простоту конструкции. Они могут использоваться для перекачки чистых и загрязненных жидкостей с небольшими частицами в твердой форме, таких как песок или гравий, без повреждения насоса. Однако вихревые насосы имеют ограниченное давление и не рекомендуются для использования в системах с высоким давлением или при перекачке жидкостей с высокой вязкостью.

Принцип работы вихревого насоса — разбор технологии