Насос с торцевым всасыванием
Что такое насос с торцевым всасыванием?
Насос с торцевым всасыванием - это распространенный класс центробежных насосов, у которых всасывание происходит в осевом направлении, а нагнетание - под углом 90 градусов к всасыванию. Обычно он устанавливается в горизонтальном положении и приводится в действие с помощью механических средств, таких как электродвигатель или двигатель. Вал электродвигателя может быть длинным или близко соединенным с головкой насоса. Большинство насосов с торцевым всасыванием также имеют конструкцию с задним выдвижением и распорной муфтой, что позволяет легко обслуживать и ремонтировать насос, не нарушая центровку двигателя. Конфигурация с задним выдвижением устраняет необходимость выравнивания двигателя и экономит монтажное пространство. Производители насосов с торцевым всасыванием создают более мощные агрегаты с корпусом с двойной спиралью, чтобы минимизировать силы, действующие на рабочее колесо, двигатель, вал и подшипники. Насосы с торцевым всасыванием выпускаются в одноступенчатом и многоступенчатом исполнении, а также из различных конструкционных материалов, таких как чугун, бронза и нержавеющая сталь. Как правило, насосы с торцевым всасыванием имеют относительно простую конструкцию и низкую стоимость.
Рисунок: Изображение конфигурации насоса с торцевым всасыванием
Компоненты насоса с торцевым всасыванием
Электрический двигатель
Двигатель - это источник механической энергии для работы насоса. Он получает электрическую энергию и преобразует ее в механический крутящий момент для вращения рабочего колеса. Тип электродвигателя может быть как однофазным переменным током, так и трехфазным асинхронным.
Корпус насоса
В корпусе насоса находится рабочее колесо, а также всасывающий и нагнетательный патрубки. В нем также находится волютная камера, которая помогает преобразовать кинетическую энергию в напор. В больших насосах с торцевым всасыванием корпус насоса обычно имеет двойную спираль, чтобы уменьшить силу, действующую на рабочее колесо, двигатель, вал и подшипники.
Рабочее колесо
Рабочее колесо - это вращающийся компонент с рядом лопастей, которые помогают вытеснять воду из насоса. При вращении рабочего колеса лопасти придают перекачиваемой жидкости кинетическую энергию и скорость, позволяя ей перемещаться по насосным системам. В насосах с торцевым всасыванием используется тип рабочего колеса, известный как закрытое рабочее колесо одностороннего всасывания. Оно имеет опорные стенки по обе стороны от лопастей и одну проушину рабочего колеса, что позволяет перекачиваемой жидкости поступать только с одной стороны.
Вал
Производители насосов с торцевым всасыванием в основном изготавливают вал насоса из нержавеющей стали, так как она обладает отличной коррозионной стойкостью. Это вращающийся твердый компонент, расположенный в центре вала насоса и опирающийся на подшипники, по одному на каждом конце. Он передает механический крутящий момент от приводного вала двигателя к рабочему колесу во время перекачки.
Подшипники
В насосе с торцевым всасыванием используются шариковые подшипники, расположенные в корпусе подшипника. Подшипники несут вал и рабочее колесо, обеспечивая правильную соосность с неподвижными концами под действием осевых и радиальных сил.
Муфта
Муфта - это устройство, соединяющее вал насоса и вал двигателя. Она имеет две основные конструкции: тесная и длинная муфта. В тесной муфте рабочее колесо непосредственно крепится к валу двигателя. Длинная муфта имеет отдельный вал двигателя и насоса и подразделяется на гибкую и жесткую муфту. Гибкая муфта допускает незначительное смещение вала. Жесткая муфта, однако, не терпит перекосов вала, поэтому требует точного углового и поперечного выравнивания.
Всасывающий и нагнетательный патрубки
Всасывающее отверстие - это всасывающий коллектор, соединяющийся с впускным патрубком, через который перекачиваемая жидкость поступает в корпус. Жидкость выходит из насоса через нагнетательный порт, который соединяется с нагнетательным патрубком или нагнетательными патрубками.
Как работает насос с торцевым всасыванием?
Когда двигатель запускается, вал насоса вращает крыльчатку со скоростью вращения двигателя. При вращении крыльчатка вытесняет жидкость для заливки внутри корпуса насоса, создавая вакуум в глазке крыльчатки. Благодаря атмосферному давлению снаружи насоса, большее количество перекачиваемой жидкости подается в насос через всасывающее отверстие и направляется в глаз рабочего колеса, чтобы заполнить пустоту. Пока рабочее колесо вращается, жидкость будет непрерывно всасываться в корпус насоса для перекачивания. Как только перекачиваемая жидкость попадает в рабочее колесо, центробежная сила, действующая на лопасти рабочего колеса, проталкивает ее от центра рабочего колеса к внешним краям и в корпус насоса с чрезвычайно высокой тангенциальной скоростью. Скорость жидкости уменьшается в камере спирали из-за постепенно расширяющегося пути потока, и часть кинетической энергии преобразуется в энергию статического давления. Наконец, жидкость поступает в нагнетательную трубу перпендикулярно линии всасывания и под очень высоким давлением, что позволяет ей течь в нужное место.
Типы насосов с торцевым всасыванием
Одноступенчатый насос с торцевым всасыванием
Одноступенчатый насос с торцевым всасыванием - самый распространенный вариант насоса с торцевым всасыванием. Он состоит из одного рабочего колеса в корпусе насоса для увеличения скорости потока и давления, проходящего через насос. Он представляет собой наиболее простую конструкцию насоса с торцевым всасыванием и имеет множество преимуществ, таких как портативность, низкая стоимость, простота установки и обслуживания. Он используется в большинстве систем водоснабжения и в промышленности для повышения давления воды.
Рисунок: Показана конфигурация одноступенчатого насоса с торцевым всасыванием.
Многоступенчатый насос с торцевым всасыванием
Многоступенчатый насос с торцевым всасыванием состоит из нескольких рабочих колес, последовательно установленных на одном валу насоса и размещенных в разных камерах, что позволяет поэтапно нагнетать давление перекачиваемой жидкости. Перекачиваемая жидкость поступает в рабочее колесо первой ступени под давлением всасывания и вытекает из последнего рабочего колеса под повышенным давлением. Многоступенчатый насос с торцевым всасыванием может работать с более высоким давлением и расходом жидкости, чем его одноступенчатый аналог.
Рисунок: Показана конфигурация многоступенчатого насоса с торцевым всасыванием.
Насос с торцевым всасыванием с закрытой муфтой
В насосе с торцевым всасыванием с закрытой муфтой рабочее колесо крепится к концу вала двигателя, а корпус насоса прикручивается непосредственно к торцу двигателя. Этот насос также известен как моноблочный насос с торцевым всасыванием. Производители насосов с торцевым всасыванием в основном используют конструкцию с закрытой муфтой для одноступенчатых насосов. Она предпочтительна для многих промышленных и бытовых систем водоснабжения, так как благодаря тесному соединению отпадает необходимость в выравнивании насоса на месте, что экономит время на установку и обслуживание.
Рисунок: Конфигурация насоса с торцевым всасыванием.
Насос с торцевым всасыванием с длинной муфтой
Насос с торцевым всасыванием с длинной муфтой имеет отдельные валы двигателя и насоса, которые соединяются между собой с помощью длинной муфты. Конструкция длинной муфты позволяет быстрее разбирать и обслуживать насос, не нарушая центровку двигателя. Кроме того, она обеспечивает достаточное пространство между насосом и двигателем, чтобы предотвратить попадание жидкости в двигатель в случае нарушения уплотнения. В отличие от конструкции с тесной муфтой, конструкция с длинной муфтой применима к одноступенчатым и многоступенчатым версиям насосов с торцевым всасыванием.
Рисунок: Конфигурация насоса с торцевым всасыванием с длинной муфтой.
Области применения насоса с торцевым всасыванием
Производители насосов с торцевым всасыванием разрабатывают устройства для использования в бытовых и промышленных системах водоснабжения, сельскохозяйственных/оросительных системах, а также в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха HVAC. Они используются для следующих целей.
- Насосы с торцевым всасыванием подают чистую воду для жилых, муниципальных и коммерческих нужд.
- Они используются для подачи воды для полива в дождевальные машины на сельскохозяйственных фермах.
- Они используются для перекачки конденсата, в холодильных установках и градирнях.
- Они обеспечивают циркуляцию горячей, холодной или охлаждающей воды в системах кондиционирования воздуха.
- Они используются для работы с чистыми или грязными жидкостями с низкой вязкостью и свойствами, схожими с водой.
- Они используются для поддержки пожарного оборудования.
- Они используются в качестве насосов, повышающих давление в водопроводных системах больших зданий, таких как крупные магазины, стадионы, офисные здания и торговые центры.
Преимущества насоса с торцевым всасыванием
- Насосы с торцевым всасыванием имеют компактную конструкцию, простую в установке и эксплуатации.
- Они обладают высокой пропускной способностью.
- У них мало движущихся частей и они занимают очень мало места.
- Насос с торцевым всасыванием обеспечивает стабильную и постоянную производительность.
- Они выдерживают высокое давление и температуру в системе.
- Они идеально подходят для широкого спектра чистых и грязных жидкостей с низкой вязкостью и схожими с водой свойствами.
- Они обладают высокой гидродинамической эффективностью и энергоэффективностью.
- Они обеспечивают широкий диапазон скоростей потока для удовлетворения различных требований.
- Они имеют прочное монтажное основание, которое устраняет вибрационные воздействия и повышает надежность насоса.
Недостатки насоса с торцевым всасыванием
- Насосы с торцевым всасыванием не являются самовсасывающими и всегда должны заполняться жидкостью вручную, чтобы начать перекачку.
- Они подвержены кавитации, которая может привести к коррозии рабочего колеса и корпуса.
- Они подвержены разрушению уплотнений, что может привести к повреждению двигателя.
Поиск и устранение неисправностей насоса с торцевым всасыванием
Двигатель перегревается и отключается
- Несоответствие напряжения двигателя и напряжения сети. Проверьте напряжение питания двигателя по спецификации на заводской табличке и отрегулируйте его соответствующим образом.
- Рабочее колесо столкнулось с корпусом насоса. Демонтируйте насос, выровняйте рабочее колесо или замените его.
- Использование проводов неправильных размеров. Убедитесь, что используемые провода соответствуют национальным электротехническим нормам и стандартам для устройств защиты цепи.
Насос дает нулевой расход после запуска
- Насос работает в обратном направлении. Поменяйте полярность двигателя. Убедитесь, что направление вращения двигателя соответствует направлению, указанному в руководстве производителя торцевого всасывающего насоса, или направлению, указанному стрелкой на корпусе насоса.
- Слишком большой подъем всасывания. Опустите насос или поднимите уровень жидкости в резервуаре.
- Манометрический напор недостаточен. Убедитесь, что все клапаны открыты, а диаметр труб соответствует размерам, установленным производителями насосов с торцевым всасыванием.
- Крыльчатка или обратный клапан засорились. Осмотрите крыльчатку и обратные клапаны и прочистите любые засоры.
Расход насоса нестабилен
- Насос поднимает жидкость с помощью воздуха. Проверьте глубину погружения всасывающего трубопровода или клапана в жидкость и при необходимости углубите его.
- Насос поднимает жидкость с помощью воздуха. Проверьте глубину погружения всасывающего трубопровода или клапана в жидкость и при необходимости углубите его.
- Нижний клапан негерметичен. Осмотрите нижний клапан на предмет утечки и устраните ее.
- Напряжение слишком низкое, что приводит к снижению скорости вращения насоса. Проверьте напряжение питания и при необходимости отрегулируйте его.
Насос сильно вибрирует или шумит
- Рабочее колесо сильно изношено. Проверьте и замените рабочее колесо на другое от производителя насосов с торцевым всасыванием. Убедитесь, что все клапаны открыты, а диаметры труб правильные.
- В насосе имеются несбалансированные компоненты. Осмотрите и при необходимости восстановите баланс компонентов насоса с торцевым всасыванием.
- Некоторые детали затянуты слабо. Затяните детали насоса с моментом, рекомендованным производителями торцевых всасывающих насосов.
- Вал насоса наклонен или разбалансирован. Осмотрите стойку, при необходимости восстановите баланс или замените ее.
- Некоторые компоненты насоса чрезмерно изношены. Осмотрите ротор в сборе на предмет износа подшипников или крыльчатки и при необходимости замените их.
Резюме
Насос с торцевым всасыванием - это центробежный насос с осевым всасыванием и нагнетанием под углом 90 градусов к всасыванию. Обычно он предназначен для горизонтальной установки и работает от электродвигателя или двигателя. Вал электродвигателя может быть длинным или близко соединенным с головкой насоса. Производители насосов с торцевым всасыванием также разрабатывают устройства с задней выдвижной конструкцией, чтобы облегчить обслуживание и ремонт насоса без нарушения центровки двигателя. Более крупные модели торцевых всасывающих насосов имеют корпус с двойной спиралью, что позволяет снизить силу, действующую на ротор. Насосы с торцевым всасыванием выпускаются в различных исполнениях и из различных материалов для решения различных задач. Они используются для подачи чистой воды в жилые и коммерческие здания, на сельскохозяйственные или ирригационные участки, а также для повышения давления воды в промышленности. К существенным преимуществам торцевых всасывающих насосов относятся высокая производительность, эффективность и компактность, простота установки, эксплуатации и обслуживания.