Центробежный вертикальный насос: как выбрать правильно

Насосы VMTEC (Германия)

PRIMA VMEV 3PRIMA VMEV 5PRIMA VMEV 9PRIMA VMEV 16Подача: до 4,5 м³/час Напор: до 254 мПодача: до 7 м³/час Напор: до 254 мПодача: до 14 м³/час Напор: до 240,5 мПодача: до 25 м³/час Напор: до 195,5 мPRIMA VMEV 30PRIMA VMEV 45PRIMA VMEV 65PRIMA VMEV 95Подача: до 45 м³/час Напор: до 319,5 мПодача: до 65 м³/час Напор: до 309,5 мПодача: до 90 м³/час Напор: до 227 мПодача: до 120 м³/час Напор: до 187 м

Рабочие характеристики

• Расход (подача, производительность, пропускная способность) — объем жидкости, который насос способен перекачивать за определенное время (измеряется в м³/ч, л/ч, л/мин). В зависимости от модели насосы вертикального типа от Grundfos обладают производительностью до 85-200 м³/ч.
• Напор характеризует максимальное расстояние, на которое оборудование может перекачать жидкость. Подбирается с учетом длины, изгибов магистрали и давления в ней. Напор вертикальных центробежных аппаратов от Grundfos составляет до 238-400 метров (зависит от модели).
• Рабочая температура. Этот параметр указывает на допустимую температуру перекачиваемой жидкости.

Насосы Grundfos

CR 1sCR 1CR 3CR 5Подача: до 0,8 м³/часПодача: до 1 м³/час Напор: до 172 мПодача: до 3 м³/час Напор: до 176 мПодача: до 5 м³/час Напор: до 176 мCR 10CR 15CR 20CR 32Подача: 10 м³/часПодача: 15 м³/часПодача: 20 м³/часПодача: 32 м³/часCR 45CR 64CR 90CR 120Подача: 45 м³/часПодача: 64 м³/часПодача: 90 м³/часПодача: 120 м³/часCR 150Подача: 150 м³/часCRE 1CRE 3CRE 5CRE 10Подача: 1,2 м³/часПодача: 3,6 м³/часПодача: 6 м³/часПодача: 12 м³/часCRE 15CRE 20CRE 32CRE 45Подача: 18 м³/часПодача: 24 м³/часПодача: 38 м³/часПодача: 54 м³/часCRE 64CRE 90CRE 120CRE 150Подача: 77 м³/часПодача: 108 м³/часПодача: 140 м³/часПодача: 180 м³/час

Немного истории

Простейшие насосы известны еще до нашей эры. А вот идея использования центробежной силы в процессе перекачивания воды появилась у Леонардо да Винчи на рубеже 15-16 веков, но лишь в набросках. Когда именно был разработан полноценный центробежный насос – доподлинно неизвестно, поэтому одного единственного изобретателя назвать не сможет никто.

В начале 17 века француз Бланкано соорудил максимально простую установку, которая могла подавать воду при помощи вращающегося рабочего колеса. Центробежный насос с четырехлопастным колесом, расположенным в спиральном корпусе, впервые предложил француз Дени Папен в конце 17 века. Первая же вертикальная насосная конструкция центробежного типа была опробована и внедрена инженером Ле Демуром в первой половине 18 века, а классическая форма колеса появилась лишь в начале 19 века. Широкое применение центробежные насосы получили после того, как их начали укомплектовывать электродвигателем.

Над созданием полноценных агрегатов независимо друг от друга трудились русские и зарубежные изобретатели на протяжении десятилетий.

Конструкция вертикального насоса с несколькими ступенями появилась на рубеже 19-20 столетия благодаря нашему соотечественнику – русскому инженеру Пушечникову. Его насосная установка могла выкачивать воду из скважин, имеющих глубину до 250 метров.

Особенности и сфера применения вертикальных насосов

Немалое количество типов насосов имеют как варианты с горизонтальным, так и с вертикальным исполнением. Несмотря на то, что от типа к типу насосы могут сильно отличаться по конструкции и области применения, особенности вертикального расположения позволяют выделить общие черты для всех насосов с вертикальным исполнением.

Одним из преимуществ, которое в некоторых случаях может стать определяющим, является снижение занимаемой насосным агрегатом площади. Если речь идет о промышленном помещении, то в этом случае вряд ли возникнет необходимость экономить доступную для размещения насоса площадь, усложняя его конструкцию. Однако случаи, когда насос требуется разместить в условиях дефицита пространства, встречаются часто. К примеру, это может быть трюм корабля или пространство внутри корпуса большого агрегата.

Другой областью, где широко распространены насосы в вертикальном исполнении, является откачка жидкости из резервуаров, бочек или искусственных и природных водоемов. В частности, вертикальными насосами являются погружные и полупогружные насосы, а также бочковые как частный случай полупогружных. Вертикальное исполнение для этих типов насосов позволяет располагать их таким образом, чтобы привод располагался выше уровня жидкости, за счет чего можно избежать необходимости обеспечивать повышенную изоляцию, а рабочий орган – ниже уровня жидкости. Тем самым обеспечиваются условия работы насоса под заливом. В противном случае, при использовании обычного насоса в горизонтальном исполнении, от гидравлической машины потребовалась бы наличие самовсасывания, но такой способностью обладают не все типы насосов, или же обеспечение такой способности сопряжено с дополнительным усложнением, а значит и удорожанием насоса.

Другим примером рационализации за счет использования вертикального исполнения насосов являются инлайновые насосы (от английского inline, то есть встраиваемые в линию). Обычно центробежного типа, у этих насосов оси входного и выходного патрубков совпадают, что позволяет при помощи фланцевых соединений встраивать их напрямую в имеющийся трубопровод, не прибегая к использованию дополнительных труб и соединений. Вертикальное исполнение таких насосов позволяет оптимизировать имеющееся пространство и облегчить установку и обслуживание.

Вертикальное расположение насоса сопряжено с рядом технических и эксплуатационных проблем, которые, тем не менее, окупаются общей эффективностью насоса. Вертикальное расположение вала в большинстве случаев требует обеспечение дополнительной устойчивости и компенсации осевых усилий, с целью чего применяются упорные или радиально-упорные подшипники вместо радиальных. Также изменениям подвергается система смазки подшипников. В случае полупогружных насосов их конструкция дополнительно усиливается каркасом, поддерживающим элементы машины и крепящемся на опорной горизонтальной поверхности (крышка бочки, колодезный люк и т.д.)

Как классифицируются центробежные насосы

Центробежные вертикальные насосы и все центробежные изделия классифицируются по:

• Количеству колес они бывают:

1. одноступенчатые с одним колесом, которые могут быть консольными;
2. многоступенчатые, с большим числом колес.

• Напору различают:

1. с низким напором до 2 кгс/см2;
2. со средним напором от 2 до 6 кгс/см2;
3. с высоким напором, который больше 6 кгс/см2.

• Методу подачи воды к рабочему колесу. Подвод воды на рабочее колесо может быть:

1. с односторонним входом жидкости;
2. двойного всасывания, когда вода подводится с двух сторон.

• Расположению вала. Центробежные насосы бывают:

1. горизонтальные;
2. вертикальные.

• Разъему корпуса. Разъем корпуса бывает:

1. горизонтальный;
2. вертикальный.

• Способу отвода из рабочего колеса жидкости в спиральный канал корпуса насоса:

1. спиральные центробежные насосы, в которых жидкость отводится сразу в спиральный канал;
2. турбинные. Здесь, перед попаданием в спиральный канал, жидкость должна пройти через специальное устройство, которым является направляющий аппарат, состоящий из неподвижного колеса с лопатками.

• Степени скорости вращения рабочего колеса:

1. тихоходные;
2. с нормальной скоростью вращения;
3. быстроходные устройства.

• Роду жидкости перекачиваемой насосом:

1. водопроводные;
2. канализационные;
3. щелочные и кислотные;
4. землесосные;
5. нефтяные и прочие.

• Способу соединения с мотором:

1. приводные, со шкивом или редуктором;
2. соединение через муфту.

В комплект с центробежными насосами должны входить:

• Приемный обратный клапан с сеткой, который необходим, чтобы удерживать во всасывающем патрубке насоса и корпусе воду, при заливке его перед пуском, а сетка должна задерживать крупные взвеси, плавающие в воде.
• Задвижка.
• Вакуумметр, служащий для измерения величины разрежения на всасывающей стороне. Устройство ставится на водопроводной трубе между задвижкой и:

1. корпусом устройства;
2. краном, через который выпускается воздух при заливке, ставится в верхней части корпуса;
3. на напорном трубопроводе обратным клапаном, предотвращающим попадание воды через насос, при параллельной работе еще одного насоса, в обратном направлении.

• Задвижкой на напорный трубопровод, которая необходима для пуска в работу, остановки и регулировки напора и производительности центробежного насоса.
• Манометром для измерения напора на напорном патрубке, который развивается насосом.
• Предохранительным клапаном, располагаемым за задвижкой на напорном клапане, служит для защиты напорного патрубка, трубопровода и самого насоса от действия гидравлических ударов.
• Устройством для заливки водой насоса.

Совет: Приобретая центробежный насос, необходимо убедиться о наличии всех комплектующих, согласно прилагаемой инструкции по эксплуатации, проверить исправность устройства.

Области использования

Данный тип центробежных насосов предназначен для перекачивания таких жидкостей:

• Вода (любой температуры).
• Жидкости с высокой вязкостью.
• Сточные воды.
• Жидкости, в состав которых входят разнообразные примеси (песок, грунт, торф и прочее).

Благодаря тому, что насосы имеют способность перекачивать такое разнообразие жидкостей, они пользуются огромной популярностью и используются в разных областях, например:

• Химическая промышленность.
• Нефтедобывающая и нефтеперерабатывающая промышленность.
• Химическая область.
• Бытовые нужды.
• Коммунальные службы.

Основные преимущества

Преимущественные характеристики насосов

Популярность насосов связана с присущими для них преимуществами, не свойственными другим видам аналогичного оборудования:

• Конструктивные. Особенность конструкции одноступенчатых центробежных установок заключается в ее компактности (соединение агрегата с электрическим мотором и паровой турбиной идет напрямую).

Вывод. Благодаря этому насосы имеют небольшой вес и компактные габаритные размеры. Кроме того, нельзя не упомянуть о высоком показателе производительности агрегатов. Для их установки нет необходимости в наличии большой площади. Процесс их монтажа и демонтажа отличается простотой и не требует затрат большого количества времени.

• Функциональные. Заключаются в простоте и доступности настройки и доведении до рабочего состояния. Регулировку оборудования можно провести своими руками без привлечения специально подготовленных специалистов.
• Невысокая цена. Создателям удалось добиться невысокой стоимости техники благодаря использованию недорогих материалов (полимеры, сплав стали и чугуна).
• Прочность. Центробежный насос одноступенчатый разработан таким образом, что пригоден для длительной эксплуатации, а благодаря высокой прочности его рабочих элементов, он имеет длительный срок службы.

Примечание. Эти факторы позволяют избежать лишних материальных затрат на его поточный ремонт, а также избежать простоя производственного процесса на время его ремонта.

Высокая производительность. Можно с уверенностью сказать, что этот фактор является одним из определяющих популярности агрегатов. Максимальный показатель производительности достигает 2,5 000 м3/час.

Землесосы

Землесосы используются во время перекачки по трубам смесей взрыхленной массы грунта и жидкости на необходимое расстояние. Сегодня на рынке производятся насосы с дальностью транспортирования до 5 км и производительностью от 40 до 1200 кубических метров в час. При помощи землесосов можно разрабатывать выемки глубиной до 15 м ниже водного горизонта. Эти установки имеют ряд особенностей, обусловленных большой концентрацией крупных частиц в перекачиваемой водной массе. По этой причине создается износоустойчивое колесо из марганцовистой твердой стали.

Насос вертикальный центробежный одноступенчатый защищается броней на внутренней части корпуса для предотвращения быстрого износа. Чтобы механизм не так быстро приходил в негодность, между колесом в левую полость и к сальнику по специальным сверлениям подается очищенная вода для вымывания из этих мест твердых фрагментов.

На наружной части рабочего и покрывающего дисков колеса установлены радиальные лопатки. Они подбираются так, чтобы осевой усилитель приходил в равновесие в процессе вращения.

Правильная эксплуатация – залог долгой службы

Безаварийность центробежных насосов можно обеспечить организацией требуемых условий работы оборудования и установкой контролирующих приборов. Защитить рабочие колеса от попадания инородных тел поможет задвижка и соответствующий фильтр. Обратный клапан с манометром, определяющим давление на входном патрубке, позволит избежать появления кавитационных процессов.

Манометр, фиксирующий давление внутри насоса, поможет предотвратить гидроудар.

При выборе вертикальных центробежных агрегатов следует ориентироваться на их характеристики. Наиболее важными параметрами считаются:

• потребляемая мощность;
• производительность;
• напор водной струи на выходе;
• внешние габариты;
• материал изготовления проточной части и рабочих деталей, входящих в контакт с перекачиваемой жидкостью.

Продолжительность эксплуатации насосного оборудования во многом зависит от правильного его использования. Вертикальные насосы не следует устанавливать в наклонном, а тем более в горизонтальном положении. Их категорически не допускается применять для перекачивания сред, не предусмотренных в инструкции. Водный насос не вынесет действия агрессивной или вязкой жидкости, его недопустимо ставить в дренажные системы, где возможно присутствие твердых частиц. А дорогостоящие химические насосы не имеет смысла приобретать для полива огорода.

В случае использования насосного оборудования в зимнее время, потребуется его утепление или установка в отапливаемом помещении. В противном случае корпус может разгерметизироваться и даже лопнуть.

Соблюдение правил эксплуатации поможет продлить полноценную эксплуатацию любых центробежных насосов, в том числе и вертикальных.

Это интересно: Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки