Что такое одноступенчатые насосы. Центробежные Многоступенчатые Насосы Для Дачи: Схема Работы. Устройство многоступенчатого насоса – из чего состоит агрегат

Практичные фильтры обратного осмоса дают хозяину возможность существенно повысить характеристики и вкус воды вне зависимости от местоположения жилища и природных условий местности. Благодаря продуманной конструкции, включающий комплекс из нескольких картриджей с разными наполнителями, они эффективно избавляют жидкость от механических примесей, таких как глина, волокна торфа или песчинки, устраняют солевые отложения тяжелых металлов, хлористые соединения и бактерии, органические вещества и посторонние запахи.

Для надлежащей работы системы давление в водопроводе не должно опускаться не ниже 3 атмосфер. Эта величина не всегда достигает нужного значения - например, в загородных домах или на верхних этажах она может быть несколько ниже. В таком случае совместно с фильтрами потребуется установить способный повышать давление насос.

Принцип действия

Прибор работает от электрической сети, подключаясь к ней с помощью адаптера, который может поставляться в комплекте или приобретаться отдельно. Для работы устройству также необходимы датчики, сигнализирующие об уровне давления в системе. Когда его величина падает ниже требуемого, насос включается и работает до тех пор, пока накопительный бак не наполнится отфильтрованной водой.

Таким образом этот простой в использовании аппарат позволяет обеспечить и поддерживать давление на должном уровне, гарантируя бесперебойную работу системы фильтрации и неизменно высокое качество питьевой воды в доме.

Преимущества

К достоинствам насосов для систем обратного осмоса относятся:

способность повышать давление до уровня порядка 8 атмосфер;
простота в установке и использовании;
экономный расход электроэнергии;
низкий уровень шума во время работы;
компактные габариты;
универсальная конструкция, позволяющая использовать один насос для фильтров разных производителей.

Центробежные насосы активно используются как в быту, так и в промышленности. В зависимости от конструктивного исполнения их относят к многоступенчатым насосам или одноступенчатым. Насосное оборудование, принадлежащее к каждой из этих категорий, не только имеет особенное внутреннее устройство, но и отличается специфическими техническими характеристиками и, соответственно, сферами применения.

Конструктивные отличия

Насос центробежный, что становится понятно уже из его названия, является устройством, которое перекачивает жидкие среды за счет действующей на них центробежной силы. Основным рабочим органом насосного оборудования данного типа, который и обеспечивает формирование такой силы, является колесо (или барабан), на внешней цилиндрической поверхности которого зафиксированы специальные лопасти.

Корпус насосов рассматриваемого типа может быть выполнен из чугуна или стального сплава. Внутри такого корпуса размещаются приводной электродвигатель и соединенный с ним вал вращения, на котором и фиксируется колесо с лопастями. По своему конструктивному исполнению рабочее колесо насоса может быть открытым или закрытым. Открытые рабочие колеса состоят из одного диска, на внешней поверхности которого зафиксированы лопасти, закрытые – из двух дисков, соединенных между собой рабочими лопастями.

Лопасти располагаются под определенным углом, их изгиб направлен в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Такое расположение лопаток обеспечивает более эффективную работу насосного оборудования. Всасывание перекачиваемой жидкой среды во внутреннюю камеру насоса, а также ее выталкивание в напорную магистраль осуществляется через патрубки.

Принцип, по которому работают как одноступенчатые устройства, так и насосы многоступенчатые, заключается в следующем.

Жидкость, находящаяся во внутренней части насоса перед его запуском, при вращении рабочего колеса захватывается лопастями и начинает перемещаться вместе с ними.
Под воздействием центробежной силы жидкость отбрасывается к стенкам внутренней камеры, за счет чего возле них создается высокое давление.
При перемещении через область напорного патрубка жидкость, находящаяся под высоким давлением, выталкивается в него.
При откидывании перекачиваемой насосом жидкости к стенкам рабочей камеры в центральной части последней создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию жидкой среды через входной патрубок.

За счет вышеописанного принципа работы в насосах как одноступенчатого, так и многоступенчатого типа обеспечивается непрерывность процесса всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкости при вращении рабочего колеса. Сферу применения насосного оборудования данного типа значительно расширяет тот факт, что, в отличие от поршневых устройств, оно не создает пульсаций напора жидкости в обслуживаемой им трубопроводной системе.

Как уже говорилось выше, одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы имеют конструктивные особенности, которые и определяют различия в их технических характеристиках. Так, основными элементами конструкции одноступенчатого насоса являются:

корпус, который часто называют «улиткой»;
рабочее колесо с лопастями;
уплотнительные элементы вала;
вал, соединенный с приводным электродвигателем и обеспечивающий вращение рабочего колеса;
уплотнительные элементы камеры с масляной ванной;
опора для подшипникового узла;
несущая опора;
отверстие, при помощи которого осуществляется контроль уровня масла в камере.

Одноступенчатый центробежный насос, в отличие от многоступенчатых моделей, оснащается одним рабочим колесом. Центробежный многоступенчатый насос может иметь в своем оснащении два и более рабочих колеса с лопатками, что позволяет значительно повысить эффективность такого оборудования.

Благодаря наличию нескольких рабочих колес центробежные многоступенчатые устройства, если сравнивать их с одноступенчатыми, обладают определенными преимуществами.

С помощью многоступенчатых насосов можно осуществлять перекачивание жидкости с более высокой производительностью, характеризующей количество жидкой среды, которую гидромашина пропускает через себя в единицу времени.
Многоступенчатые насосы способны формировать поток жидкости с более высокими показателями напора, измеряемого в метрах водяного столба. Фактически напор жидкости, который создают электронасосы многоступенчатого типа, складывается из суммы напоров, создаваемых каждой его ступенью. Такое качество многоступенчатых гидромашин позволяет добиваться более высокого давления жидкости в обслуживаемых ими трубопроводных системах и перемещать ее по ним на более дальние расстояния и более значительные высоты.

Многоступенчатый центробежный насос в зависимости от своего конструктивного исполнения может быть секционным или спиральным. В устройствах секционного типа жидкая среда в процессе перекачивания последовательно перемещается от первой секции насоса к последней, при этом напор жидкости увеличивается также последовательно. Современные модели многоступенчатых насосов секционного типа способны обеспечить производительность процесса перекачивания жидкости, значение которой доходит до 900 м 3 , при этом напор рабочей среды, создаваемый такими устройствами, может доходить до 1900 метров водяного столба.

Достоинства и недостатки насосов центробежного типа

Как многоступенчатый, так и одноступенчатый насос отличается целым рядом достоинств, которые и делают данные устройства такими популярными среди потребителей. К преимуществам рассматриваемых гидромашин относятся:

компактные габариты и небольшой вес (поскольку рабочий вал насосного оборудования напрямую соединен с приводным электродвигателем, что исключает необходимость использования дополнительных передаточных механизмов);
высокая надежность и длительный эксплуатационный срок, отсутствие необходимости в осуществлении регулярного технического обслуживания;
минимизация риска возникновения скачков давления (жидкая среда, перекачиваемая насосами данного типа, подается в напорную магистраль в плавном режиме);
отсутствие клапанных элементов (это дает возможность перекачивать загрязненные жидкие среды, содержащие в своем составе нерастворимые твердые включения);
простота конструкции (именно поэтому любой многоступенчатый или одноступенчатый насос доступен по цене).

Среди недостатков одно- и многоступенчатых насосов выделяют:

достаточно низкий КПД при работе в режиме малой производительности (это становится проблемой в том случае, когда требуется под высоким давлением перекачать маленький объем жидкой среды);
невозможность быстрого запуска (чтобы такие устройства начали работать, их рабочую камеру необходимо предварительно заполнить жидкостью).

Основания классификации

Центробежные насосы (как многоступенчатые, так и одноступенчатые) делятся на различные категории по ряду своих параметров и вариантов конструктивного исполнения. Так, в зависимости от пространственного положения оси рабочего вала они могут относиться к одному из следующих типов:

насосы горизонтальные центробежные;
устройства с вертикальным расположением рабочей оси.

Центробежный горизонтальный насос, ось вращения вала и рабочего колеса которого располагаются строго в горизонтальной плоскости, – это, как правило, крупногабаритная установка, используемая в промышленных целях. Центробежные горизонтальные насосы применяют для оснащения насосных станций, обеспечивающих работу систем автономного водоснабжения, в которых подобные устройства используются совместно с гидроаккумулятором. Таким образом, горизонтальный насос требует больше места для своей установки.

Центробежные насосы с вертикальным расположением оси вала и рабочего колеса нашли большее распространение в бытовой сфере. В таком конструктивном исполнении может быть представлен как поверхностный многоступенчатый насос, используемый для обслуживания системы автономного водоснабжения, так и дренажный или фекальный.

Еще одним критерием, по которому среди одно- и многоступенчатых насосов выделяют различные категории, является расположение такого оборудования по отношению к перекачиваемой жидкой среде. Так, в зависимости от данного параметра насосы могут быть поверхностными (или наземными), погружными и полупогружными. Поверхностные устройства, в качестве которых может выступать вертикальный многоступенчатый и одноступенчатый или горизонтальный многоступенчатый и одноступенчатый насос, располагаются на поверхности земли, вне скважины, но поблизости от нее.

Помещают такое оборудование, надежно защищенное от попадания влаги, в приямке, на специально подготовленной площадке или в отдельном помещении. Одним из наиболее значимых недостатков насосного оборудования данного типа является то, что при работе оно издает достаточно много шума. Следует учитывать и то, что поверхностные центробежные насосы можно выбирать лишь в том случае, если глубина скважины, из которой планируется откачивать воду с их помощью, не превышает десяти метров.

Центробежные насосы погружного типа в процессе эксплуатации полностью погружаются в перекачиваемую среду. Отдельные модели вертикальных центробежных насосов погружного типа могут размещаться даже в трубе, по которой осуществляется откачивание жидкой среды. При использовании погружных насосов воду из обслуживаемой скважины можно поднимать с глубины 40 метров и более. Насосы погружного типа способны обеспечить перекачивание жидкой среды с производительностью до 16 м 3 /час, при этом ее напор может достигать 200 метров водяного столба. Погружные насосы практически не издают шума при своей работе, поскольку полностью находятся в жидкой среде.

Центробежными насосами называются динамические гидравлические машины. Функциональная задача такого оборудования – перекачивать жидкость, что осуществляется, если кинетическая энергия вращения преобразуется в гидродинамическую энергию потока. Для вращения вала насоса предусматривается электродвигатель или ДВС. Жидкость доходит до рабочего колеса, у которого на корпусе имеются лопатки, необходимые для того, чтобы воздействовать на частицы жидкости и передавать той энергию.

Центробежные силы действуют таким образом, чтобы жидкость направлялась к периферии рабочего колеса. В этой области, через специальный кольцевой канал, который еще называют улиткой, жидкость подается к напорному патрубку, то есть диффузору. А уже задачей этого элемента является преобразование части динамической энергии в статическую.

Многоступенчатый центробежный насос – более совершенное оборудование, устройство которого предполагает несколько рабочих колес и ступеней, расположенных друг за другом. Выбирая центробежный насос следует обратить внимание на то, каких образом уплотнен вал. Современные модели отличаются торцевым уплотнением, когда как более старые модели имеют сальниковую набивку. Первая конфигурация хороша тем, что сохраняет герметичность конструкции и предотвращает утечки. Даже если насос работает с вибрациями или его вал несколько сместится, это не станет причиной протечки.

На данный момент существует немалое количество насосов для перекачивания жидкости и наиболее распространенные из них – центробежные. Они отличаются своими конструктивными особенностями и бывают одно- или многоступенчатыми.

Многоступенчатый насос и его схема

Центробежное оборудование собирается из таких элементов как напорный патрубок, направляющий аппарат, колеса и спиральный отвод.

Когда начинают вращаться колеса, часть, имеющая особые изгибы на лопастях заполняется жидкостью.

Необходимо понимать, что существует множество моделей таких насосов, которые друг от друга отличаются конструкцией сборки – как расположен вал, какой формы патрубки и сколько установлено рабочих колес. При выборе следует также отталкиваться от мощности и габаритов оборудования.

Особенности конструкции

Одноступенчатое оборудование оснащено одним рабочим колесом, а у многоступенчатого насоса их предполагается от двух и больше. Что касается принципа действия – он идентичен, количество колес напрямую связано с производительностью агрегата. Таким образом, многоступенчатые насосы способны перекачивать больше воды за определенное время, а также отличаются увеличенным напором, то есть жидкость можно перекачивать на дальние расстояния, по сравнению с одноступенчатым насосом.

Многоступенчатые центробежные насосы также имеют разную конструкцию и бывают секционными или спиральными. Что касается секционного, жидкость он перекачивает последовательно, то есть из одного барабана в другой. Максимальный уровень производительности описываемого оборудования – 900 кубических метров воды в час с напором в 1900 метров.

Сильные и слабые стороны центробежных агрегатов

Такое насосное оборудование, задействующее центробежную силу, сейчас пользуется немалым спросом. Причиной тому – различные эксплуатационные преимущества, которые мы выделим ниже:

так как вал вращения напрямую соединен с двигателем, насосное оборудование отличается компактностью и небольшой массой. В самой конструкции не предусматриваются передаточные механизмы;
надежное и долговечное устройство, которому не требуется регулярное техобслуживание;
так как рабочая среда подается максимально плавно, это гарантирует отсутствие гидроударов в системе;
для работы насоса может использоваться загрязненная жидкость, в составе которой присутствуют механические частицы. Обуславливается это тем, что конструкция устройства не предполагает наличие клапанов;
опять же, максимально простая конструкция насоса позволяет распространять его по доступной стоимости;
простая эксплуатация, с чем справится даже новичок.

Даже неподготовленному пользователю под силу разобраться в схеме многоступенчатого насоса. Эти приборы служат с той целью, чтобы перекачивать жидкость, но могут работать и с другими составами, главное, чтобы те не были химически агрессивными.

Имеются и отрицательные стороны, одна из которых – невысокий КПД, если активирован режим малой производительности. Подобная проблема становится критичной, если необходимо перекачать небольшой объем воды под высоким давлением.

Помимо этого, не получится быстро ввести насос в эксплуатацию, так как прежде чем начать перекачивать жидкость, в корпус устройства должна быть введена вода.

Если не обращать внимания на эти недостатки, то, если вам требуется действительно производительная работа – насосы центробежного характера считаются оптимальным оборудованием для выполнения этих целей.

Виды многоступенчатых насосов

Отталкиваясь от того, в каком положении находится поршень оборудования, устройство может быть:

горизонтальным. Позволяет увеличить напор подачи воды, поэтому популярен для эксплуатации в квартирах и загородных домах. Если необходимо автономное водоснабжение, такие насосы также успешно справляются с задачей. Зачастую подобное оборудование предполагает поверхностную работу, то есть их не нужно погружать в жидкость для функционирования. Так, многоступенчатый центробежный насос позволяет: ускорить наполнение бассейна или организовать систему орошения на участке;
вертикальным. Такой колодец лучше всего подходит в том случае, если на участке есть колодец, расположенный недалеко от дома. Насос эффективно выкачивает воду с глубины порядка 20 метров, чего достаточно для многих пользователей.

Основные узлы многоступенчатого насоса

корпус. Его задача – обеспечить герметичность конструкции и ее фиксацию;
ротор – основа всего агрегата. Так как аккумулированы высокие технологии, данный элемент отличается надежностью и производительностью. Конструктивные особенности позволяют устройству взаимодействовать с различными жидкостями;
балансировочный диск. Позволяет уменьшить нагрузку до оптимальной, в результате чего продлевается срок службы подшипников;
основной вал. Обеспечивает устойчивость вала на одном месте, что, в свою очередь повышает эксплуатационный срок уплотнителей и подшипников;
уплотнения;
дефлекторы. Обеспечивают гарантированный объем масла в узле подшипника, а также защищают его от попадания механических частиц;
рабочие колеса и импеллеры. Минимализируют вибрации вала и делают его движения сбалансированными.

Огромное разнообразие насосных агрегатов используемых как в быту так и в промышленности заставляет конструкторов придумывать все более совершенные модели, увеличивая рабочие характеристики.

О том, чем Вам могут быть полезны многоступенчатые насосы для воды рассмотрим в этой статье.

Особенности конструкции

В зависимости от конструкции и количества рабочих колес насосы делятся на одноступенчатые насосы – с одним рабочим колесом и многоступенчатые – с двумя и более рабочими колесами.

Принцип работы многоступенчатого насоса не меняется: в области входа жидкости во всасывающую полость образуется область разрежения, на выходе из насоса в направляющем аппарате область нагнетания. Благодаря разности давлений центробежный насос перемещает среду по трубам.

Отличия между одноколесным и много колесными насосами в плане характеристик меняются только в плане подачи. Подача многоколесных насосов равна сумме подач каждого из колес, т.е. подача увеличивается во столько раз сколько колес смонтировано на валу.

Принцип и схема работы многоступенчатого насоса

Напор, создаваемый колесом центробежной машины, определяется произведением U*C, где U – окружная скорость движения жидкости в колесе, С – абсолютная скорость, или скорость движения жидкости относительно неподвижного корпуса.

Для достижения высокого напора в насосе с одним колесом необходимо иметь большое значение окружной скорости.

Но окружная скорость ограничена условиями прочности колес и кавитацией.

Скорость U для колес из чугуна по условиям прочности ограничена величиной 40 м/с, для стальных колес – около 300 м/с.

В специальных конструкциях транспортных нагнетателей для колес из легких сплавов высокой прочности допускают окружные скорости более 500 м/с.

В насосах, подающих воду и технические жидкости, скорость вращения, а следовательно, и напор ограничиваются условиями возникновения кавитации.

Многоступенчатый центробежный насос представляет собой ряд одноступенчатых агрегатов, рабочие колеса которых располагаются на общем валу и включены последовательно.

При последовательном включении колес напоры, создаваемые ими, складываются так, что полный напор машины равен сумме напоров отдельных ступеней.

В большинстве случаев при подаче несжимаемых жидкостей геометрические размеры всех ступеней одинаковы и поэтому полный напор такой машины равен напору одной ступени, умноженному на число ступеней машины.

Поток жидкости поступает через входную камеру 1 в рабочее колесо 2 первой ступени машины, откуда получив от лопаток рабочего колеса некоторое количество энергии, выбрасывается в направляющий аппарат 3 этой ступени.

Из второй ступени поток направляется в третью и т.д.

Обратный направляющий аппарат

Обратный направляющий аппарат является характерным элементом многоступенчатой центробежной машины.

При выходе из направляющего аппарата первой ступени поток жидкости обладает значительным значением абсолютной скорости, т.е. он закручен относительно центра машины. Если такой поток подвести к лопастям рабочего колеса второй ступени, то он получит ещё одно приращение энергии.

Если на пути между выходом из направляющего аппарата первой ступени и входом в рабочее колесо второй ступени расположить лопаточное направляющее устройство, то оно будет работать так же эффективно как и рабочее колесо первой ступени.

Назначение же обратного направляющего аппарата заключается в обеспечении оптимального закручивания потока с целью эффективной передачи энергии потоку в следующей ступени насоса.

Напоры создаваемые современными центробежными многоступенчатыми насосами достигают значения 400 метров водного столба. Имеются насосы с числом ступеней до 30.

Горизонтальный и вертикальный многоступенчатый насос

В зависимости от назначения и области применения конструкция многоступенчатого центробежного насоса может быть следующих типов.

– как видно из названия такие насосы устанавливаются вертикально. Благодаря конструкции создают очень высокий напор при умеренной подаче. Основная область применения в повседневной жизни – это обеспечения водоснабжения из скважины или колодца.

Вертикальный многоступенчатый центробежный насос используется для обслуживания скважин, кроме того такая конструкция применяется в изготовлении дренажных и фекальных насосов.

Вертикальный многоступенчатый насос погружного используются для подачи воды из скважин (скважинные насосы). В процессе эксплуатации они полностью погружены в воду. Некоторые модели даже могут размещаться в трубе, по которой происходит перемещение жидкости.

Современные конструкции многоступенчатых погружных насосов способны поднимать воду на высоту до 100 при подаче до 50 кубических метров в час.

Горизонтальные многоступенчатые насосы – отталкиваясь от названия приходим к выводу, что такой агрегат монтируется горизонтально. Такой тип конструкции также позволяет увеличить напор во столько раз, сколько у него ступеней. Все колеса горизонтального многоступенчатого насоса насажены на общий вал и образуют единый ротор.

Центробежные горизонтальные насосы применяются при оснащении насосных станций и там, где требуется большой напор при определенной техническим проектом подаче.

Секционные многоступенчатые насосы

В случае, когда центробежная машина при заданном напоре должна обеспечивать такую подачу, что размеры проточной части оказываются конструктивно неприемлемыми, применяют параллельное соединение рабочих колес.

При высоких напорах и больших подачах находят применение центробежные машины многопоточного типа со ступенями давления. Такие машины состоят из двух или четырех групп ступеней давления. Такие насосы называют секционными многоступенчатыми насосами

В каждой группе ступени включены последовательно с целью повышения напора, а группы ступеней включены параллельно. В качестве примера соединения ступеней и групп в смешанном типе центробежной машины приведена схема работы трехступенчатой двухпоточной машины с симметричным расположением ступеней и их групп.

Видео про многоступенчатые насосы

Очень большим преимуществом многоступенчатого насоса является то, что система уравновешивания осевого давления, подшипники и сальники объединяются в одном общем для всех ступеней корпусе, что придает насосу компактность, уменьшает вес и снижает стоимость.