Что такое рабочее колесо насоса?
Рабочее колесо насоса - это деталь, используемая в центробежные насосы для передачи механической энергии от первичного двигателя (электродвигателя или дизельного двигателя) к перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо изготавливается из металлического материала, например стали, и комплектуется лопастями.
Как крыльчатка перемещает жидкость в насосе?
Когда насос запускается (включается), вал привода (двигателя или мотора) начинает вращаться с высокой скоростью от 1000 до 3000 об/мин. Поскольку рабочее колесо прикреплено к валу двигателя, оно также вращается с той же скоростью. Благодаря вращению крыльчатки внутри насоса создается вакуум. Вакуум - это низкий уровень давления по сравнению с атмосферным давлением. Из-за этого низкого давления внутри насоса жидкость из бака-накопителя поступает в насос через всасывающий трубопровод, чтобы создать баланс давления. По мере поступления жидкости в насос насосОна сталкивается с крыльчаткой и лопастями, вращающимися с большой скоростью. Энергия вращения крыльчатки передается жидкости, увеличивая ее кинетическую энергию. По мере продвижения жидкости к корпусу насоса кинетическая энергия уменьшается, а энергия давления увеличивается. Повышенная энергия давления помогает переместить жидкость в нужное место.
Рисунок: Рабочее колесо, перемещающее жидкость внутри насоса.
Типы рабочих колес центробежных насосов
Существует два основных типа рабочих колес, производимых компанией производители центробежных насосов: открытое и закрытое рабочее колесо.
Открытое рабочее колесо
Открытая крыльчатка - это крыльчатка, лопасти которой открыты с обеих сторон. Такое рабочее колесо не имеет защитного кожуха. Такое рабочее колесо используется в недорогих и небольших насосах, которые не будут работать при высоких нагрузках, поскольку они слабые. Преимущество этих рабочих колес - перекачивание жидкости с некоторыми твердыми частицами.
Рисунок: Открытое рабочее колесо.
Закрытое рабочее колесо
Закрытое рабочее колесо закрыто спереди и сзади. Такая конструкция повышает прочность, что делает рабочее колесо пригодным для использования в тяжелых условиях. Закрытые рабочие колеса имеют низкий чистый положительный напор всасывания и более эффективный поток. Однако такие рабочие колеса сложны по конструкции и дороги, поскольку в них используются кольца с близким зазором для поддержания эффективности и уменьшения осевых нагрузок. Производители центробежных насосов используют закрытые рабочие колеса в больших насосах для перекачки чистых жидкостей и предотвращения засорения.
Рисунок: Закрытое рабочее колесо.
Разница между открытым и закрытым рабочим колесом
- Насос с закрытым рабочим колесом необходимо разбирать, когда требуется проверить состояние изнашивающихся колец. С другой стороны, открытое рабочее колесо не требует разборки насоса, поскольку кольца установлены снаружи рабочего колеса. Это делает износные кольца легкодоступными и видимыми. Таким образом, открытые рабочие колеса дешевле в ремонте и экономят время.
- Закрытые рабочие колеса имеют высокий КПД на первых этапах эксплуатации. Однако со временем эффективность снижается, так как увеличивается зазор в кольце износа. Зазор увеличивается по мере износа лопастей рабочего колеса, что приводит к образованию зазора между кромкой рабочего колеса и изнашивающимся кольцом, снижая тем самым эффективность. С другой стороны, открытое рабочее колесо может сохранять свою эффективность при регулярной регулировке зазора. Эта регулировка выполняется путем перемещения крыльчатки вперед или назад в ее корпусе. При этом крыльчатка остается в непосредственной близости от изнашивающегося кольца, что обеспечивает высокую эффективность в течение длительного времени.
- Закрытые рабочие колеса широко распространены в большинстве отраслей промышленности, поскольку они могут работать со взрывоопасными и летучими жидкостями. Конструкция закрытых рабочих колес обеспечивает герметичность, предотвращая утечку опасных жидкостей. Кроме того, закрытое рабочее колесо создает больший напор и давление, чем открытое.
- Лопасти в открытом рабочем колесе прикреплены к центральной ступице без кожуха или корпуса, закрывающего их. Таким образом, между лопастями остается достаточно пространства, что снижает вероятность засорения при работе с жидкостями, содержащими твердые частицы. С другой стороны, у закрытого рабочего колеса лопасти полностью закрыты кожухом или корпусом, что увеличивает вероятность засорения, если насос работает с вязкими материалами или твердыми частицами.
Факторы, которые необходимо учитывать при выборе рабочего колеса насоса
- Скорость потока. Расход - это количество жидкости, которое подает рабочее колесо насоса за определенный период времени. Он указывается в галлонах в минуту. Рабочее колесо насоса, способное обеспечить 100 GPM, подходит для приложений с высокой скоростью потока по сравнению с 50 GPM.
- Напор. Напор - это максимальная высота, на которую поднимается жидкость. Он указывается в метрах или футах.
- Удельный вес. Удельный вес - это отношение плотности жидкости к плотности воды. Жидкость с удельным весом более 1 тяжелее воды, поэтому для ее перекачки потребуется мощный насос.
- Твердый материал. Если в жидкости присутствуют твердые частицы, рекомендуется использовать открытое рабочее колесо, чтобы избежать засорения насоса.
- Вязкость жидкости. Вязкая жидкость нуждается в открытой крыльчатке для переноса.