Консольный насос устройство и принцип действия

Насосы консольного типа считаются наиболее распространенным видом центробежных агрегатов. Принцип их работы основывается на действии центробежных сил, возникающих при вращении лопастного колеса внутри рабочей камеры оборудования. Водные насосы предназначаются для транспортировки под напором воды и жидкостей, близких с ней по коэффициенту вязкости, химсоставу и, конечно же, плотности. В транспортируемой среде допускается присутствие твердых частиц размером по большей стороне до 0,2мм в количестве менее 0,1 процента.

Разновидности

Центробежные насосы в консольном исполнении подразделяются на несколько групп:

• К – консольные горизонтального типа;
• КМ – то же, моноблочной конструкции;
• КМЛ – линейные вертикального исполнения (оси входящего и выходящего патрубков располагаются на одной линии);
• КМП – горизонтальные для систем с давлением выше среднего.

Область применения и технические характеристики первых двух моделей практически идентичны, но «КМ» более компактны, поэтому имеют меньший вес. Все дело в особенностях конструкции. Насос серии «К» подсоединяется к электродвигателю посредством упругой муфты, тогда как в агрегатах «КМ» лопастные колеса располагаются непосредственно на удлиненном валу элетромотора.

Консольные насосы серии «КМ» имеют, как правило, меньшую мощность двигателя и меньший расход воды при одинаковом с моделью типа «К» показателе номинального напора.

Центробежные насосы различают, также, по конструктивному исполнению, типу перекачиваемой среды, распределению потока жидкости, количеству ступеней и всасывающей способности. К специальному оборудованию относятся химические, нефтяные агрегаты и т.д. Они имеют определенные особенности, касающиеся мощности, свойств и характеристик материалов изготовления, габаритов и пр.

В данной статье мы рассмотрим водяной консольный насос, относящийся к центробежному типу и работающий по динамическому принципу. В зависимости от температурного режима рабочей среды, агрегаты выпускают со следующими видами уплотнения вала:

• сальниковыми;
• одинарными торцовыми;
• торцовыми сальниковыми;
• двойными сальниковыми.

Оборудование с первыми тремя вариантами уплотнения могут использоваться при перекачивании холодной и горячей (до +80 градусов) воды. Четвертый вариант применяется при температурных режимах до +105 градусов или в условиях вакуумного всасывания жидкости.

Консольные насосы предназначены для городских коммунальных служб, частных домовладений и сельского хозяйства. Они показали себя с положительной стороны при орошении и осушении. На самом деле, сфера их использования широка. Но модели «К» и «КМ» не применяются при работе с морской водой, или же агрессивными и загрязненными средами.

Нормативы

Центробежные насосы в консольном исполнении выпускаются в соответствии с прописанными в ГОСТ 22247-96 правилами. Стандарт имеет отношение к стационарно установленному оборудованию, работающему с чистой водной средой и аналогичными по характеристикам жидкостями. Здесь указываются требования к агрегатам, обеспечивающим подачу воды в пределах 5-400м3/ч с напором до 90м. При этом, максимальный показатель КПД составляет 80 процентов, хотя у большинства моделей он не превышает 70 процентов.

Консольный насос может оснащаться лопастным колесом с разными вариантами обточки. Принятие решения всегда остается за заказчиком. Направление движения рабочего органа внутри корпуса должно осуществляться по часовой стрелке. При этом смотреть следует со стороны электромотора.

В конструкции насосного агрегата должны присутствовать специальные отверстия, способствующие сливу возможных утечек. Допустимые потери воды могут составить:

• через сальниковые уплотнения – 2л/ч при номинальной подаче жидкости менее 100м3/ч и 3л/ч – при 400м3/ч;
• через торцовое уплотнение – менее 0,03л/ч при любой подаче.

Важным требованием к центробежным насосам, перекачивающим питьевую воду, является использование при их изготовлении материалов, разрешенных к использованию санитарно-эпидемиологическими службами.

Конструкция и принцип действия

Корпус консольного насоса центробежного типа выполняется из чугуна методом отливки. Он имеет устойчивое основание, называемое опорными лапами, а также отверстия, предназначенные для входного и выходного патрубка. Крупногабаритное оборудование устанавливается на фундаментные плиты.

Насос центробежного типа оснащен рабочим колесом с лопастями, изогнутыми в направлении, обратном движению вращения. Конструктивно они соединяют между собой два плоских округлых элемента, составляя вместе единый рабочий орган. Диски приобретают объемную форму, а своеобразные «крылья» – жесткое крепление.

Колесо помещается в камеру и подсоединяется к электрическому приводу. При пуске оборудования оно начинает вращаться, создавая:

• разряжение – в центральной части;
• давление – на периферии.

В результате возникают центробежные силы, всасывающие воду из подводящего трубопровода и продвигающие ее в напорную систему. Процесс перемещения жидкости происходит под действием разности уровней давления потока на входе в корпус, внутри камеры и на выходе из нее. По такому принципу работают все консольные насосы центробежного типа.

Снизить уровень вибрации и шума агрегата при работе помогает установка эластичных вставок на входных и выходных патрубках. Посредством гибких элементов насос соединяется с трубопроводами, а при необходимости его замены или ремонта – отсоединяется без демонтажа труб. Но данный способ стыковки доступен не для всех моделей насосного оборудования.

В сельском хозяйстве и в промышленности время от времени появляется необходимость в транспортировке жидких сред. Для того, чтобы откачать сточные воды или другие жидкости, используется специальное насосное оборудование. Я расскажу, где применяется центробежный консольный насос, каковы его конструкционные особенности и какие разновидности можно купить.

Общие сведения о оборудовании

Эксплуатация насосов типа К в промышленности для откачки нефтепродуктов

Свыше 60% насосов, произведенных во всем мире — это центробежные агрегаты консольного типа. Несмотря на то, что все эти агрегаты применяются для выполнения разных задач, их функциональное назначение сводится к перекачке жидкой среды.

Широкое распространение агрегатов консольного типа обусловлено:

• конструктивной простотой;
• продолжительным ресурсом эксплуатации;
• высокой ремонтопригодностью и простотой профилактического обслуживания своими руками;
• эффективностью применения.

Благодаря эксплуатационным особенностям, консольные водяные насосы с односторонней подачей повсеместно применяются для перекачки широкого спектра жидких сред, начиная с бытовых систем автономного водоснабжения и оканчивая сложными промышленными комплексами.

Применение консольных насосов

Сфера применения консольных насосов распространяется на следующие процессы:

• Подача дымовых газов в очистные установки;
• Перекачка агрессивных и абразивных суспензий;
• Перекачка нефтешлама;
• Перекачка шлама и пульпы;
• Перекачка шлама и пульпы с содержанием кислот;
• Перекачка жидкостей из естественных и искусственных водоемов;
• Откачка донных осадков из выгребных ям, септиков, цистерн, котлованов и т.п.;
• Осушение почв (ирригационные работы);
• Отгрузка сыпучих грузов из железнодорожного и водного транспорта;
• Отгрузка сырья и отходов металлургической промышленности.

Разновидности оборудования и их конфигурация

На схеме показано устройство насосного оборудования, если на него смотреть со стороны спирального отвода

При прохождении через насос жидкая среда получает ускорение большее, чем на входе. Для того, чтобы преобразовать ускорение жидкой среды в давление, на выходе из агрегата установлен спиральный отвод (1) с направляющим аппаратом (3). Жидкая среда из насоса поступает в преобразователь через входное отверстие (2).

Пройдя в отверстие, жидкость закручивается в полости улитки. Из-за переменного сечения полости спирального отвода происходит преобразование ускорения в давление. В завершении процесса, жидкая среда под давлением выходит из спирального отвода через напорный патрубок (4).

Схема с продольным изображением элементов в конструкции насоса

Главный элемент в конструкции насоса — это рабочее колесо (4), которое при вращении приводит жидкую среду в движение. Рабочее колесо жестко зафиксировано на валу (9), который, в свою очередь, присоединён к шкиву электродвигателя.

Для обеспечения равномерного вращения колеса, вал с обеих сторон заключен в закрытые игольчатые подшипники (11), которые, в свою очередь, через демпфирующие прокладки на опорном кронштейне (10) крепятся к корпусу агрегата (2). Корпус насоса чаще всего изготавливается чугунным, так как этот сплав устойчив к вибрирующему воздействию и долгое время не требуется ремонт.

В корпусе могут быть предусмотрены специальные отверстия для профилактической замены смазочных материалов. Бытовые модели, которые известны как канализационные погружные насосы, не рассчитаны на большие нагрузки, а потому в профилактике не нуждаются.

Вместе с электродвигателем, консольный насос к сварной металлической площадке крепится через монтажные проушины. Агрегат вместе с двигателем работает как единый функциональный блок.

Разновидности центробежных консольных насосов

На рынке представлено несколько разновидностей консольных насосов. От их конструктивных отличий зависит инструкция эксплуатации и технические характеристики.

Иллюстрации	Разновидности насосов и их особенности
	Одноступенчатые и многоступенчатые модификации. По количеству рабочих колес различаются одноколесные (одноступенчатые), двух и более колесные (многоступенчатые) модификации.

Чем больше колёс применено в конструкции агрегата, тем большее давление он может дать на выходе.

Высоко-, средне- и низконапорные модификации. В соответствии с давлением на выходном отверстии, различаются:

• высоконапорные (напор больше 65 мм вод. ст.);
• средненапорные (напор 25-65 мм вод. ст.);
• низконапорные (напор не более 25 мм вод. ст.).

Показатель напора напрямую зависит от мощности двигателя и от количества рабочих колес.

Горизонтальные и вертикальные модификации. В соответствии с расположением корпуса агрегата, различаются горизонтальные и вертикальные модификации. Эта особенность определяет тип монтажа. Модификации с двухсторонним и односторонним подводом среды. В соответствии со способом подвода воды к рабочему колесу, различаются с двухсторонним подводом и односторонним подводом жидкости. Эта конструктивная особенность влияет только на удобство установки оборудования. Погружные и поверхностные агрегаты. Насосы с поверхностным расположением — это стационарное оборудование, к которому жидкая среда поддаётся по жёсткому трубопроводу или по гибкому шлангу.

Погружные устройства, на фото слева, располагаются непосредственно в водоёме. В этом случае трубопровод устраивается для отведения жидкой среды.

Иллюстрации	Классификация в соответствии с конструктивным исполнением
	Консольные насосы типа К. Это наиболее распространённая модификация оборудования, которая характеризуется горизонтальным исполнением. Рабочее колесо закреплено на собственном валу, который приводится в движение от привода через упругую муфту.
	Моноблочные консольные насосы для воды типа к км. В конструкции этого насоса, вращающий момент передаётся на рабочее колесо через вал от асинхронного электродвигателя. Консольный насос типа КМ характеризуется меньшей вибрацией во время работы.
	Консольный моноблочный повысительный (КМП). Этот тип насосного оборудования — тот же моноблочный агрегат, но предназначенный для эксплуатации в сфере ЖКХ. Агрегаты такого типа рассчитаны на подачу жидкой среды с более высоким давлением.
	Консольный моноблочный линейный (КМЛ). Этот тип насосов отличается вертикальным расположение оси рабочего колеса и линейно расположенными всасывающим и выходным отверстием.

Стоимость оборудования и от чего она зависит

Цена насосов определяется такими параметрами, как мощность двигателя, характеристики напора, энергопотребление, степень вибрации и шума. Кроме перечисленных факторов, цена определяется маркой производителя. Понятно, что изделия отечественных производителей будут доступнее недешевых консольных насосов Grundfos или Pedrollo.

В среднем, цена отечественного оборудования с мощностью двигателя 1,5-2,5 кВт составляет от 6 до 15 тыс. рублей. Цены актуальны на весну 2017 года. С увеличением мощности, стоимость насоса увеличивается.

Подведем итоги

Теперь вы знаете, что такое консольный насос, как он устроен и для чего он нужен. Также рекомендую к просмотру видео в этой статье. А если остались вопросы, задавайте их в комментариях.

При помощи консольных центробежных насосов для воды подаётся чистая, либо немного мутноватая вода, а также разного рода неагрессивные химические жидкости.

Это оборудование, благодаря ряду полезных свойств, нашло своё применение во многих отраслях народного хозяйства.

Консольные насосы применяются в большом количестве технологических процессов, проявляя при этом высокую износоустойчивость.

Основные технические характеристики

Устройство консольного центробежного насоса АК. (Для увеличения нажмите) Большинство современных моделей консольных насосов это одноступенчатые, несамовсасывающие, центробежные агрегаты.

Их конструкция выполнена таким образом, чтобы уменьшить осевую нагрузку на рабочее колесо центробежного насоса, вплоть до полного освобождения от неё.

И сам насос, и его силовой привод, в частности электрический двигатель, устанавливаются на единой, моноблочной раме из стали. Что касается самого насоса, то его корпус выполняется из чугуна.

Вращающиеся части устанавливаются на шариковые подшипники. Торцевые уплотнения центробежных насосов консольного типа производятся в стандартном исполнении. Габариты изделий и размеры присоединительных частей выполняются в соответствии с нормативами, прописанными в ISO 2858.

На насосы, в качестве силовых агрегатов, чаще всего устанавливаются асинхронные электродвигатели, снабжённые системой внешнего охлаждения, имеющие высокую степень защиты.

Технические характеристики оборудования позволяют использовать его при температурах окружающей среды в пределах — 15°С — + 120°С для перекачивания самых разных неагрессивных жидкостей, схожих по физическим характеристикам с водой. При этом в растворе допускается наличие механических частиц, имеющих размер не более 0.2 мм.

Сферы использования и достоинства

Консольные насосы широко используются:

• на промышленных предприятиях;
• в системах отопления;
• в сельском хозяйстве, при поливе и ирригации;
• для работы систем пожаротушения и других процессах.

Центробежному консольному насосному оборудованию характерны очень важные преимущества:

• надёжность;
• долговечность;
• для его изготовления используются только качественная нержавеющая сталь и чугун;
• высокий уровень защиты;
• большой запас прочности;
• способность работать в продолжительном режиме;
• может выдерживать самые сложные условия эксплуатации.

Благодаря этим особенностям, такие агрегаты способны решать многие задания по подаче воды и различных химических неагрессивных жидкостей.

Несмотря на серьёзные показатели производительности и мощности, насосы экономно потребляют энергетические ресурсы, при этом их не нужно обслуживать часто. (Кстати, о способах диагностики и ремонта центробежных насосов своими руками Вы можете прочитать здесь).

Устройство

Несамовсасывающие центробежные насосы сделаны в чугунном корпусе и оснащены подшипниками, благодаря чему исключается радиальная вибрация и обеспечивается максимально точная центровка.

Насос и двигатель соединяются между собой посредством использования упругой муфты, ограждённой специальным защитным кожухом, увеличивающим надёжность агрегата и минимизирующим появление неисправностей.

Различные модели насосов отличаются уровнем производительности, размерами и мощностью. Плюс, отдельные производители добавляют к стандартной конструкции свои оригинальные особенности.

Центробежное колесо состоит из пары дисков, соединённых друг с другом лопастями, которые изогнуты особым образом. Во время вращения этого устройства жидкость, разместившаяся в центробежном колесе, подвергается воздействию центробежной силы, которая находится в прямо пропорциональной зависимости от того, каково расстояние между молекулой жидкости и центром рабочего колеса.

Следовательно, консольный насос, относящийся к центробежному типу, тем эффективнее и обеспечивает тем большее давление на выходе, чем с большей скоростью вращается его рабочее колесо.

Центробежная сила, появляющаяся при вращении рабочего колеса, накачивает жидкость в патрубок, соединённый с магистральным трубопроводом, благодаря чему ближе к центру колеса появляется разряжение, а на его периферии – высокое давление.

Существует несколько разновидностей консольного насосного оборудования:

1. Насосы типа К, встречающиеся на рынке чаще других. Они представляют собой горизонтальные агрегаты, где насос и привод связывает между собой упругая муфта.
2. Насосы типа КМ, — моноблочные конструкции с рабочим колесом, расположенным на краю вала электрического двигателя.
3. Насосы КМЛ и ЦВЦ имеют линейно расположенные оси всасывающего и напорного патрубков.

Каждая из этих разновидностей отличается надёжностью, экономичностью и высокой эффективностью работы.

Смотрите видео, в котором показаны технические характеристики насоса центробежного консольного типа К модель 160-30: