Стандартные насосы
Центробежные насосы изготавливаются в соответствии с несколькими международными стандартами. Фактически, многие страны имеют свои собственные стандарты, которые более или менее соответствуют друг другу. Стандартным насосом является такой насос, который соответствует определенным офи- циальным требованиям, например, к рабочей точке насоса. Существует два основных международных стандарта, используемых при производстве насосов:
- EN 733 (DIN 24255) применяется для центробежных насосов, известных как насосы для воды с рабочим давлением (PN) 10 бар.
- EN 22858 (ISO 2858) применяется для центробежных насосов, известных как стандартные химические насосы с рабочим давлением (PN) 16 бар.
Вышеуказанные стандарты определяют установочные размеры и рабочие точки для различных типов насосов. Гидравлические части насосов не регла- ментируются этими международными стандартами и определяются самим производителем.
Насосы, сконструированные в соответствии со стандартами, предпочтительнее для конечного потребителя, так как в этом случае не возникает проблем при сервисном обслуживании и покупке запасных частей.
Насосы двухстороннего входа
Насосы двухстороннего входа — это насосы, корпус которых разделен по оси на две части. На рис.1.2.4 изображен одноступенчатый насос двухстороннего входа. Такая конструкция исключает возникновение осевых сил, что обеспечивает продолжительный срок службы подшипников. Как правило, насосы двухстороннего входа имеют довольно высокий КПД, удобны в обслуживании и обладают достаточно широким диапазоном рабочих характеристик.
Насосы с герметичным уплотнением
Часть вала, выходящая из проточной части насоса, должна быть уплотнена. Обычно это осуществляется с помощью механических уплотнений вала (см. рис.1.2.5). Недостатком механического уплотнения является его низкая устойчивость к токсичным или агрессивным жидкостям, что ведет к возникновению протечек. Эти проблемы в некоторой степени могут быть разрешены путем использования двойных механических уплотнений. Другим решением этого вопроса является применение насосов с герметичным уплотнением.
Наиболее распространенным типом насоса с мокрым ротором является циркуляционный насос. Этот тип насоса обычно используется в контурах отопления, т.к. его конструкция обеспечивает низкий уровень шума и бесперебойную работу, не требующую технического обслуживания.
Насос с приводом через магнитную муфту
Не так давно приобрели большую популярность насосы с приводом через магнитную муфту для перекачивания агрессивных или токсичных жидкостей.
Как показано на рис.1.2.8, этот насос состоит из двух магнитов: внутреннего и внешнего. Эти два магнита разделены между собой специальной гильзой, изготовленной из ненамагничивающегося материала. Гильза выполняет роль герметичного уплотнительного барьера между жидкостью и атмосферой. Как видно из рис.1.2.9, внешний магнит соединен с электродвигателем, а внутренний — с валом насоса. Таким образом, вращающий момент от электро- двигателя передается на вал самого насоса. При этом перекачиваемая жидкость служит смазкой для подшипников. Следовательно, наличие достаточного количества жидкости очень важно для обеспечения длительного срока службы подшипников.
Пищевые и фармацевтические насосы
Эти насосы в основном используются при производстве продуктов питания, напитков, в фармацевтической промышленности и биотехнологиях, где необ- ходимо бережное обращение с перекачиваемыми жидкостями и удобство промывки насоса.
Для соответствия технологическим стандартам, принятым в этих отраслях промышленности, шероховатость поверхности проточной части насосов должна быть в диапазоне между 3,2 и 0,4 μм Ra. Это может быть достигнуто использованием при изготовлении насосов кованой или катаной нержавеющей стали (см. рис.1.2.12). Эти материалы имеют плотную непористую поверхность, которая легко подвергается механической обработке до соответствия требуемым параметрам по шероховатости.
Основными критериями для оценки пищевых и фармацевтических насосов являются удобство их промывки и простота в обслуживании.
Пищевые и фармацевтические насосы ведущих производителей изготавливаются в соответствии со следующими стандартами:
- EHEDG — Еврокомиссия по проектированию санитарно-гигиенического оборудования
- QHD — Проектирование с соблюдением правил гигиены
- 3-А — Гигиенические стандарты:
- 3A0/3A1: Гигиенический стандарт
- Ra ≤ 3,2 μм
- 3А2: Стандарт стерильности
- Ra ≤ 0,8 μм
- 3А3: Стандарт стерильности
- Ra ≤ 0,4 μм
Канализационные насосы
Канализационный насос представляет собой закрытый блок, включающий в себя насос и электродвигатель. Благодаря своей конструкции этот насос удобен для установки в колодце. При монтаже таких насосов с автоматической муфтой обычно используются направляющие трубы. Автоматическая муфта облегчает обслуживание, ремонт и монтаж насоса. На практике, возможно подключение и отключение насоса на расстоянии от места его установки. Возможна и сухая установка канализационных насосов в вертикальном или горизонтальном положении. Такой способ установки облегчает обслуживание и ремонт, а также обеспечивает бесперебойную работу насоса в случае затопления колодца (см. рис.1.2.14). Канализационные насосы могут перекачивать крупные частицы, так как оснащены специальными рабочими колесами, позволяющими избежать блокировки и закупорки гидравлической части. Существуют следующие типы рабочих колес: одноканальные, многоканальные (с двумя, тремя, четырьмя и более каналами). На рис.1.2.15 показаны различные конструкции рабочих колес.
Обычно канализационные насосы бывают с сухим электродвигателем, класса защиты IP68. Электродвигатель и насос имеют общий удлиненный вал с системой двойного механического уплотнения, находящегося в промежуточной масляной камере (см. рис.1.2.13).
Канализационные насосы при необходимости способны работать в режиме пуск-останов или в течение продолжительного времени.
Полупогружные насосы
К полупогружным относятся такие насосы, у которых во время работы насосная часть находится в перекачиваемой жидкости, а электродвигатель — нет. Обычно эти насосы крепятся в верхней части или на стенках резервуаров, в которых находится перекачиваемая жидкость. Полупогружные насосы широко применяются в машиностроении при механической и шлифовальной обработке, при обработке на многоцелевых станках и в охлаждающих устройствах, а также в системах водоподготовки, промышленной фильтрации и мойки.
Насосы, используемые при механической обработке, подразделяются на две группы: насосы для чистой стороны фильтра и насосы для грязной стороны фильтра. Насосы с закрытыми рабочими колесами обычно используются для чистой стороны фильтра, т. к. они при необходимости обеспечивают высокую производительность и высокое давление. Насосы с открытыми или полуоткрытыми рабочими колесами применятся для грязной стороны фильтра, т. к. они способны перекачивать жидкость, содержащую металлическую стружку и другие частицы.
Скважинные насосы
Существует два типа скважинных насосов: погружной скважинный насос с погружным электродвигателем и глубинный (штанговый) скважинный насос с сухим электродвигателем, соединенным с насосом длинным валом. Такие насосы обычно используются при подаче воды и орошении. Оба типа насосов изго- тавливаются для установки в глубоких и узких скважинах и, следовательно, имеют небольшой диаметр и увеличенную по сравнению с другими типами насо- сов длину (см. рис.1.2.17).
Скважинные насосы специально разработаны для работы будучи погруженными в жидкость, и поэтому оснащены погружным электродвигателем, с классом защиты IP68. Насос может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым (версия многоступенчатого насоса используется наиболее часто), в верхней части насоса имеется обратный клапан.
В настоящее время глубинные насосы заменяются погружными скважинными насосами. Длинный вал глубинного насоса является его недостатком, т. к. затрудняет выполнение монтажа и обслуживание. В связи с тем, что электродвигатель глубинного насоса охлаждается воздухом, глубинный насос часто используется в промышленности для перекачивания горячей воды из резервуаров. Погружной тип насоса не может перекачивать жидкость с высокой температурой, потому что электродвигатель такого насоса охлаждается перекачиваемой жидкостью. Существуют специальные исполнения погружных насосов для перекачивания горячей воды до 90°С, при этом необходимо учитывать подпор на входе в насос для обеспечения бескавитационной работы.
Объемные насосы
Объемный насос обеспечивает приблизительно постоянный расход при фиксированной скорости, несмотря на изменения в противодавлении. Существуют два типа объемных насосов:
- Роторные насосы
- Возвратно-поступательные насосы.
Разница в характеристиках между центробежным, роторным и возвратно-поступательным насосами представлена на рис.1.2.18. В зависимости от применяемого насоса, небольшое изменение противодавления приводит к различным изменениям расхода.
Изменение расхода центробежного насоса является значительным, расход роторного изменяется немного, а расход возвратно-поступательного насоса практически не меняется. Чем же объясняется разница между характеристиками возвратно-поступательного насоса и роторного? В действительности, уплотнительная поверхность роторного насоса больше, чем возвратно-поступательного. Таким образом, даже если два насоса имеют одни и те же допустимые отклонения, то потери через зазоры роторного насоса будут больше.
Обычно для получения максимально высокого КПД и всасывающей способности насосы изготавливаются с минимальными зазорами. Однако в некоторых случаях необходимо увеличить величину зазора, например, при изготовлении насоса для перекачивания жидкостей с высокой вязкостью, жидкостей, содержащих различные частицы, и жидкостей с высокой температурой.
Объемные насосы являются пульсирующими, это означает, что их объемный расход внутри цикла не постоянен.
Изменение расхода и скорости ведет к колебаниям давления из-за сопротивления в системе трубопровода и клапанах.
Дозировочные насосы
Дозировочные насосы принадлежат к группе поршневых насосов и, как правило, к мембранному типу. Такие насосы не имеют протечек, т. к. мембрана является защитным уплотнением между жидкостью и деталями насоса.
Мембранный насос оснащен двумя обратными клапанами: один расположен на всасывающей части, а другой — на напорной. Для мембранных насосов используется несколько видов приводов. Рассмотрим наиболее часто используемые.
Электромагнитный привод. Мембрана дозировочного насоса приводится в движение электромагнитом, который при подаче напряжения на обмотки высвобождает подпружиненный шток толкателя. Возврат штока производится с помощью возвратной пружины. Таким образом производится точное количество необходимых рабочих тактов (см. рис.1.2.21).
Асинхронный привод. Мембрана дозировочного насоса приводится в движение эксцентриком, с которым контактирует подпружиненный толкатель. Эксцентрик вращается посредством стандартного асинхронного электродвигателя (см. рис.1.2.22).
Расход мембранного насоса регулируется двумя способами: с помощью изменения длины хода соединительной тяги или количества рабочих тактов. Для увеличения рабочего диапазона насоса, на насосы с асинхронным приводом может устанавливаться преобразователь частоты (см. рис.1.2.22).
Шаговый привод. Существует еще один тип мембранных насосов, в котором мембрана и шток жестко связаны с двигателем, и ход мембраны контролируется двигателем в любой момент времени (см. рис.1.2.20 и 1.2.23). При использовании шагового электродвигателя увеличивается диапазон регулирования насоса и значительно улучшается точность его работы.
Насосы с шаговым приводом позволяют очень легко производить контроль за всасывающей и напорной сторонами насоса. В сравнении с традиционными насосами с электромагнитным приводом, который создает мощные пульсации, насосы с шаговым приводом дают возможность плавного дозирования.
Литература
Промышленное насосное оборудование – GRUNDFOS
www.grundfos.com
