Периферийный насос
Что такое периферийный насос?
Этот насос также известен как регенеративный. Он сконструирован с рабочими колесами, вращающимися в концентрическом корпусе. Этот тип насоса находится между объемными и центробежными насосами, хотя по принципу действия он похож на центробежный насос. Производители периферийных насосов проектируют их таким образом, что жидкость движется от входа к выходу по окружности корпуса при увеличении давления. Из-за большого увеличения энергии давления эти насосы имеют относительно небольшие размеры. В основном это насосы с закрытой муфтой. Такой насос может быть одноступенчатым (одно рабочее колесо) или многоступенчатым (более одного рабочего колеса). Периферийный насос способен транспортировать жидкости с относительно высоким содержанием газа, поскольку экстремальное образование пузырьков пара не приводит к прекращению потока жидкости и не оказывает существенного влияния на бесперебойную работу насоса.
КПД этих насосов невысок по сравнению с радиальными насосами. Производители периферийных насосов рекомендуют использовать эти насосы для незагрязненных жидкостей, например, в качестве питательных насосов для относительно небольших котлов, насосов для повышения давления, в химической промышленности, на автомойках и т.д., где жидкость необходимо перекачивать под высоким давлением.
Рисунок: Периферийный насос
Компоненты периферийного насоса
Двигатель
Двигатель - это источник энергии для периферийного насоса. Этот двигатель питается от электричества, при этом он работает за счет преобразования электрической энергии в механическую. Электрическая энергия поступает от электросети. Механическая энергия выражается в крутящем моменте и скорости вращения вала двигателя.
Рабочее колесо
Это часть насоса, которая вращается с высокой скоростью, создавая вакуум в насосе. Этот вакуум призван вытеснить жидкость из источника в насос. Производители периферийных насосов оснащают рабочее колесо радиальными лопастями. Такие лопасти используются для вращения жидкости при ее поступлении в насос.
Обсадная труба
Это корпус насоса, предназначенный для герметизации атмосферы внутри насоса и предотвращения утечки жидкости. Корпус сконструирован таким образом, что жидкость вращается между ним и рабочим колесом, а кинетическая энергия жидкости преобразуется в энергию давления. Эта энергия высокого давления используется для перемещения жидкости в нужное место. Производители периферийных насосов изготавливают корпус из высокопрочных материалов, таких как нержавеющая сталь или чугун, чтобы он мог выдерживать высокое давление жидкости.
Всасывающая труба и клапан
Всасывающая труба используется для соединения впускного отверстия насоса с источником жидкости, например с резервуаром. Именно по этой трубе жидкость поступает из источника в насос, когда крыльчатка начинает вращаться. Всасывающий клапан используется для регулирования количества жидкости, поступающей в насос. Производители периферийных насосов также оснащают этот клапан сетчатым фильтром, который помогает отфильтровать любые посторонние материалы, не попадающие в насос и не вызывающие его засорение.
Разгрузочная труба и клапан
Нагнетательный трубопровод соединяет насос с трубопроводной сетью. Клапан используется для регулирования жидкости, поступающей из насоса в трубопровод.
Рисунок: Компоненты периферийного насоса
Как работает периферийный насос?
Энергию для работы этого насоса обеспечивает электродвигатель. При включении насоса вал двигателя вращается с очень высокой скоростью. Эта скорость вращения передается через вал на крыльчатку. Таким образом, крыльчатки начинают вращаться с той же высокой скоростью, создавая вакуум в насосе. Этот вакуум помогает всасывать жидкость из источника в насос. Производители периферийных насосов проектируют рабочее колесо с большим количеством маленьких радиальных лопастей, которые устанавливаются вдоль периферийной зоны.
Благодаря вращающемуся рабочему колесу внутри насоса возникает центробежная сила. Эта сила внутри рабочего колеса создает циркуляционный поток между ним и корпусом. Скорость вращения рабочего колеса и периферийного потока жидкости одинакова, в то время как скорость жидкости внутри корпуса значительно ниже. Таким образом, жидкость движется от корпуса к крыльчатке по спирали. Этот путь потока повторяется несколько раз по окружности. Чем чаще образуются вихри, тем выше энергия, а значит, и давление жидкости. Когда поток уменьшается, количество спиралей уменьшается, и, таким образом, энергия передачи и поглощаемая мощность больше в случае частичных нагрузок.
Рисунок: Работа периферийного насоса
Типы периферийных насосов
Самовсасывающий периферийный насос
Это насос, способный самостоятельно заправляться каждый раз, когда он начинает работать. Процесс заливки предназначен для удаления воздуха, находящегося во всасывающей трубе. Этот воздух должен быть удален до того, как насос начнет подавать жидкость в трубопровод, иначе он повредит насос или вызовет низкий расход жидкости. В загрузочном состоянии этот насос работает как жидкостный кольцевой насос. Он работает за счет создания вакуума в насосе. Этот вакуум помогает перемещать воздух в насос из всасывающей трубы. Он также помогает создать цилиндрическое кольцо из жидкости на внутренней поверхности корпуса насоса. Такая конструкция помогает создать газонепроницаемое уплотнение, которое не позволяет воздуху возвращаться из нагнетательного патрубка во всасывающий. Пузырьки воздуха задерживаются в жидкости на лопастях рабочего колеса и перемещаются к нагнетательному отверстию. Затем воздух удаляется, а жидкость под действием силы тяжести возвращается в резервуар в корпусе насоса. При откачивании жидкость поднимается по всасывающей трубе.
Процесс продолжается до тех пор, пока весь воздух во всасывающей трубе и насосе не будет вытеснен жидкостью. Как только весь воздух удален, начинается нормальная работа насоса. Производители периферийных насосов проектируют их таким образом, чтобы при выключении насоса в нем оставалось достаточно жидкости для того, чтобы насос мог сам себя заправить в следующем процессе перекачки.
Рисунок: Самовсасывающий периферийный насос.
Периферийный насос с магнитным приводом
Это насос, в котором для привода рабочего колеса используется магнитная технология. Производители периферийных насосов проектируют этот насос с двумя магнитами - внешним (приводным) и внутренним (управляемым). Внешний магнит подключен к двигателю, а внутренний магнит установлен в насосе. Когда вал двигателя вращается, он заставляет внешний магнит вращаться с той же скоростью. Благодаря структуре магнитного поля внутренний магнит также вращается с той же скоростью, что и внешний. Поскольку внутренний магнит соединен с валом крыльчатки, он заставляет крыльчатку вращаться с той же скоростью. Это создает вакуум в насосе, который затем втягивает жидкость для перекачки. Этот тип насоса очень хорошо подходит для использования в системах, где применяются опасные жидкости, такие как кислоты и другие химические вещества. Это связано с тем, что в насосе не используются механические уплотнения, которые могут пропускать такие жидкости, что позволяет снизить вероятность нанесения ущерба окружающей среде или судебных исков. Однако его стоимость очень высока по сравнению с другими насосами.
Рисунок: Периферийный насос с магнитным приводом.
Одноступенчатый периферийный насос
Это насос с одним рабочим колесом. Это один из наиболее часто используемых периферийных насосов. Его предпочитают из-за простой конструкции, низкой стоимости и простоты ремонта. Однако этот насос обладает низкой энергией напора по сравнению с другими насосами с более чем одним рабочим колесом.
Многоступенчатый периферийный насос
Это насос с более чем одним рабочим колесом. Он рекомендуется для использования в системах, где требуется энергия большого давления. Чем больше число рабочих колес, тем выше создаваемая энергия давления. Этот насос дороже одноступенчатого, а также имеет большие размеры.
Периферийные насосы с пластиковой футеровкой
Это насос, внутренняя поверхность которого облицована пластиковым материалом, например тефлоном или ПВХ. Такой насос лучше всего подходит для работы с агрессивными жидкостями, такими как кислоты и соленая вода. Основное назначение пластикового покрытия - предотвратить износ металлических компонентов под воздействием агрессивных продуктов. Однако применение этого насоса ограничено только низкими температурами, поскольку при высоких температурах пластиковая облицовка деформируется.
Области применения периферийных насосов
- Эти насосы используются для спринклерного орошения.
- Они используются в коммерческом и бытовом водоснабжении.
- Периферийные насосы используются для повышения давления.
- Они используются в химической промышленности для транспортировки химических веществ, таких как кислоты.
- Они используются в системах питания котлов.
Преимущества периферийных насосов
- Они имеют простую и компактную конструкцию.
- Они просты в установке, ремонте и обслуживании.
- Они имеют различные размеры, что позволяет использовать их в разных областях.
- Периферийные насосы могут создавать очень высокое давление при малом расходе жидкости.
- Они способны работать с увлеченным газом без риска возникновения кавитации. Кроме того, производители периферийных насосов выпускают самовсасывающие насосы, что позволяет им справляться с попаданием воздуха.
- Они имеют низкий положительный напор всасывания.
Недостатки периферийных насосов
- Они не могут быстро создавать поток жидкости.
- Они создают низкий расход жидкости по сравнению с центробежными насосами.
- КПД этого насоса ниже по сравнению с другими насосами.
- Они не подходят для работы с загрязненными жидкостями.
Поиск и устранение неисправностей периферийных насосов
Жидкость не подается
- Электродвигатель не работает. Проверьте обмотки двигателя и устраните неисправность. При необходимости замените двигатель.
- Перекос вала. Проверьте соосность вала и муфты. Выровняйте все несоосности.
- Твердые частицы засорили насос. Откройте насос и удалите материал, вызывающий засорение жидкости.
- Изъяны в подшипниках. Замените подшипники на рекомендованные производителем периферийного насоса.
- Всасывающий клапан закрыт. Откройте всасывающий клапан.
- Нагнетательный клапан закрыт. Откройте нагнетательный клапан.
- Низкий уровень жидкости в баке. Увеличьте уровень жидкости.
- Засорился сетчатый фильтр. Очистите сетчатый фильтр.
- Неправильное направление вращения двигателя. Измените направление вращения.
Чрезмерное энергопотребление
- Засоренные частицы в нагнетательной трубе. Отсоедините нагнетательную трубу, удалите загрязнения и установите на место.
- Несоосность валов или муфт. Проверьте несоосность валов или муфт и при необходимости выровняйте их.
- Температура, вязкость или давление жидкости выходят за пределы рекомендованного диапазона. Убедитесь, что насос используется в соответствии со спецификациями, указанными производителем периферийного насоса.
- Изношенные детали. Замените изношенные детали, такие как подшипники, валы и механические уплотнения.
Утечка в насосе
- Уплотнения изношены или плохо установлены. Если уплотнения изношены, замените их. Также проверьте, хорошо ли они установлены.
- Поврежденные уплотнительные кольца. Замените уплотнительные кольца.
- Ослабленные крепежные элементы. Затяните крепежные элементы с моментом, рекомендованным производителем периферийного насоса.
- Повышенное статическое давление. Убедитесь, что давление в системе соответствует рекомендуемому.
Низкий расход жидкости/выходное давление
- Двигатель неисправен. Проверьте обмотки и фазы двигателя.
- Посторонние материалы во всасывающем трубопроводе. Удалите посторонние материалы.
- Неправильная частота вращения двигателя. Проверьте, что частота и напряжение двигателя соответствуют рекомендациям производителя периферийного насоса.
Избыточный шум
- Изношенные подшипники. Замените подшипники.
- Посторонние материалы в насосе. Удалите материалы.
Ослабленное соединение. Затяните соединительные болты и гайки.
Резюме
Периферийные насосы - это насосы с рабочим колесом, имеющим несколько лопастей. Жидкость в таком насосе многократно проходит между корпусом насоса и рабочим колесом, образуя спиральную траекторию. Такой насос приводится в действие электродвигателем, который заставляет рабочее колесо вращаться с высокой скоростью. Вращение крыльчатки вызывает центробежную силу в насосе, создавая циркуляционный поток жидкости между крыльчаткой и корпусом. Периферийная скорость жидкости и рабочего колеса одинакова, но скорость жидкости в корпусе ниже. В результате жидкость движется от корпуса к рабочему колесу, образуя спиралевидную траекторию.
Производители периферийных насосов выпускают различные типы насосов, такие как самовсасывающие насосы, насосы с магнитным приводом, одноступенчатые насосы, многоступенчатые насосы, пластиковые насосы и другие. Области применения этого насоса - водоснабжение, повышение давления, системы подачи воды в котлы и т.д. Преимуществами этого насоса являются высокое давление, универсальность, простота установки и ремонта, а также возможность работы с подготовленным воздухом без кавитации.