Вихревой насос устройство и принцип действия

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.

При малой подаче и большом напоре применяют вихревые насосы. В этих насосах жидкость перемещается по периферии рабочего колеса в тангенциальном направлении.

В корпусе 2 вихревого насоса (рис. 20, а) размещается рабочее колесо 7, жестко закрепленное на валу 6. Колесо представляет собой диск с выфрезерованными или отлитыми заодно с ним с обоих торцов радиальными лопатками 5, разделенными перегородкой 4. Корпус насоса снабжен всасывающим 3 и нагнетательным 1 патрубками. Стенки его прилегают к торцовым поверхностям рабочего колеса с малыми осевыми зазорами (не более 0,2÷0,3мм). Периферийная часть колеса, на которой находятся лопатки, размещается в кольцевом канале а, образованном корпусом насоса. Канал заканчивается нагнетательным патрубком. Для входа жидкости в межлопаточные каналы в стенке корпуса сделано окно б, расположенное в самом начале кольцевого канала. Начало этого канала и напорный патрубок отделены уплотняющей перемычкой 8, причем радиальный зазор в области ее допускается приблизительно 0,2мм.


а. Насос с закрытым каналом	б. Насос с открытым каналом
Рисунок 20 – Схемы вихревых насососв

Жидкость поступает в насос через всасывающий патрубок 3 и далее через окно б направляется к основаниям радиальных лопаток. При вращении рабочего колеса в межлопаточных каналах ей сообщается механическая энергия. Выходит жидкость из насоса через нагнетательный патрубок.

В кольцевом канале жидкость движется по винтовым траекториям и через некоторое расстояние опять попадает в межлопаточное пространство, где снова получает приращение механической энергии. Таким образом, в корпусе работающего насоса образуется своеобразное парное кольцевое вихревое движение, от которого он и получил название вихревого. Многократность приращения энергии частиц жидкости приводит к тому, что вихревой насос при прочих равных условиях создает напор значительно больший, чем центробежный.

Рассмотренный насос имеет закрытый канал и является самовсасывающим. На рис. 20, б показан вихревой насос с открытым каналом. В корпусе 1 с боковым кольцевым каналом а постоянного сечения вращается рабочее колесо 2, представляющее собой диск с лопатками. Всасывающее В и напорное Н отверстия разделены перемычкой, которая примыкает к торцам и наружной цилиндрической поверхности лопаток и образует зазора – осевой и радиальный . Насосы с открытым каналом имеют меньшие габаритные размеры по сравнению с насосами с закрытым каналом при тех же параметрах. Кроме того, они обладают свойствами реверсивности потока при перемене направления вращения ротора.

Коэффициент полезного действия этих насосов не превышает 50%, что ограничивает область их использования. Важными преимуществами вихревых насосов являются простота конструкции, малые габаритные размеры и масса. На судах их широко используют в системах водоснабжения.

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, применяют вихревые насосы с закрытым каналом.

Для повышения качества характеристик и экономичности, а также для улучшения всасывающей способности строят центробежно-вихревые насосы, первой ступенью которых является рабочее колесо центробежного насоса, а второй – вихревого.

Отечественная промышленность выпускает вихревые насосы общего назначения на параметры, указанные в ГОСТ 10392–80.

Рисунок 21 – Вихревой насос типа ВК

На рис. 21, а показан вихревой насос типа ВК. Он состоит из корпуса 6 и крышки 7, в которых вращается рабочее колесо 1, консольно насаженное на вал 3. Корпус крепится к опорному кронштейну 4. В насосе применен сальник 5 с мягкой набивкой. Шариковые подшипники смазываются машинным маслом, которое заливается в кронштейн. Вал насоса соединяется с валом электродвигателя при помощи эластичной муфты (не показана).

В тех случаях, когда от насоса требуется самовсасывание, он снабжается колпаком 2, благодаря которому в нагнетательной камере насоса при, пуске воздух отделяется от воды. По стенкам колпака вода стекает в насос, а воздух уходит в трубопровод, в результате чего во всасывающей полости насоса и во всасывающем трубопроводе создается требуемое разрежение, способствующее заполнению трубопровода перекачиваемой водой.

Перед пуском вихревого насоса необходимо осмотреть его и проверить наличие масла в кронштейне (см. рис. 20). Открыть клапаны на всасывающем и напорном трубопроводах и залить водой насос и всасывающий трубопровод. При наличии у насоса колпака заливки всасывающего трубопровода не требуется, однако насос должен быть залит. Подготовив насос, запускают электродвигатель.

Во время работы насоса не должно наблюдаться вибраций и сотрясений. Наличие этих явлений указывает на плохую центровку насоса с электродвигателем. Необходимо следить за показаниями контрольно-измерительных приборов, работой сальника и температурой подшипников.

Так как у вихревых насосов при уменьшении подачи резко возрастают напор и потребляемая мощность, что может привести к перегрузке двигателя или повреждению трубопровода, необходимо внимательно следить за работой предохранительно-перепускного клапана.

Для остановки насоса следует остановить электродвигатель, а затем закрыть клапаны на напорном и всасывающем трубопроводах. Вихревой насос, работающий на пневмоцистерну, включается и выключается автоматически при помощи реле.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8811 — | 7169 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

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.

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.

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!