Вертикальный насос с осевым потоком
Что такое вертикальный осевой насос?
Вертикальный насос осевого потока - это распространенный тип насоса, состоящий из вертикально ориентированного вала и рабочего колеса в форме пропеллера в трубе. Вертикальные насосы с осевым потоком обычно перемещают жидкость в осевом направлении (т.е. вдоль оси вала) с помощью рабочего колеса. Рабочее колесо может приводиться в движение непосредственно герметичным двигателем в трубе или приводным валом, который входит в трубу насоса сбоку. Вертикальный насос с осевым потоком относится к роторным динамическим насосам, поскольку для создания давления он использует импульс и скорость жидкости. Вертикальный осевой насос предназначен для перекачивания большого объема воды при низком давлении на выходе. Однако некоторые модели могут быть настроены на эффективную работу в различных условиях путем замены рабочего колеса. Вертикальные осевые насосы широко используются для перекачивания воды из многих источников, включая океаны, озера, реки, пруды-охладители, резервуары и т.д. Вертикальные осевые насосы имеют компактную конструкцию, а также обеспечивают самую высокую производительность.
Рисунок: Демонстрация вертикального осевого насоса
Компоненты вертикального осевого насоса
Главный движитель
Первичная тяга - это источник энергии для работы вертикального осевого насоса. В качестве движущей силы может выступать двигатель, мотор, турбина или магнитный привод. Большинство производителей вертикальных осевых насосов используют в качестве привода электродвигатель, поскольку он прост, недорог и легок в обслуживании по сравнению с другими вариантами. Работа электродвигателя может быть основана как на переменном, так и на постоянном токе.
Корпус насоса
Корпус - это узкий воздушный канал, окружающий рабочее колесо. Корпус служит в качестве сосуда, удерживающего давление, а также несет в себе всасывающий и нагнетательный патрубки. Он удерживает жидкость и направляет поток в насос через всасывающую трубу и из насоса через напорную трубу. Производители вертикальных осевых насосов изготавливают корпус насоса из чугуна, поскольку он обладает высокой прочностью на разрыв, долговечностью и износостойкостью.
Вал
Вал - это цилиндрический металлический элемент, расположенный вдоль центральной оси насоса и опирающийся на подшипники. Его основные функции - нести рабочее колесо и соединять ротор с тяговым электродвигателем через гибкую муфту. Для изготовления вала насоса обычно используются прочные и долговечные материалы, такие как нержавеющая сталь, легированная сталь, углеродистая сталь и т. д. Эти материалы отличаются высокой устойчивостью к коррозии и достаточной прочностью, чтобы преодолевать вибрации.
Рабочее колесо
Рабочее колесо - это вращающийся элемент вертикального осевого насоса. Его основная функция заключается в перемещении жидкости через насос за счет увеличения кинетической энергии и давления жидкости. Рабочее колесо обычно устанавливается на вал насоса и вставляется в корпус насоса с плотным зазором. В вертикальном насосе осевого потока используется рабочее колесо осевого потока, которое сконструировано с лопастями пропеллера для создания осевого потока с минимальным сдвигом и напряжением в перекачиваемой жидкости. Рабочее колесо осевого потока помогает создать поток жидкости, движущийся параллельно валу насоса. Лопасти осевого рабочего колеса расположены параллельно, поэтому при перекачивании воды они создают очень низкое давление. Производители вертикальных осевых насосов могут использовать различные материалы для изготовления рабочего колеса, включая чугун, нержавеющую сталь, бронзу и т.д.
Рисунок: Изображение рабочего колеса с осевым потоком и направление потока.
Подшипники
Основная задача подшипников - поддерживать ротор и правильно выравнивать его относительно неподвижных концов под действием радиальных и осевых сил. Они также помогают сдерживать относительное движение ротора и минимизировать трение между вращающимся валом и статором. В вертикальном насосе осевого потока используются подшипники качения (роликовые подшипники), такие как однорядные шарикоподшипники или двухрядные шарикоподшипники.
Всасывающее отверстие
Всасывающая труба соединяет насос с впускной трубой для подачи жидкости в насос. Один конец впускной трубы соединяется с входом насоса, а другой погружается в воду. Нижний конец впускной трубы оснащен донным клапаном для предотвращения обратного потока воды и сетчатым фильтром для предотвращения попадания в трубу инородных тел.
Разгрузочное отверстие
Нагнетательный патрубок соединяется с напорной трубой насоса, помогая поднять перекачиваемую жидкость в нужное место или доставить ее в трубопроводную сеть. Как и всасывающая труба, напорная труба также имеет два конца, один из которых соединяется с выходом насоса, а другой подает перекачиваемую жидкость в нужное место, например, в резервуар для хранения.
Рисунок: Компоненты вертикального осевого насоса
Как работает вертикальный осевой насос?
При запуске двигателя вал насоса вращает рабочее колесо с той же скоростью, что и двигатель. При вращении осевого рабочего колеса внутри насоса создается вакуум, и перекачиваемая жидкость под действием внешнего атмосферного давления проталкивается в корпус насоса и направляется к рабочему колесу. Когда жидкость ударяется о лопасти рабочего колеса, она направляется по потоку, параллельному оси вала, с очень высокой скоростью. При движении жидкости частицы жидкости не меняют своего радиального положения, поэтому жидкость сохраняет относительно прямолинейное направление от всасывающей трубы через корпус насоса к нагнетательной трубе. Поскольку лопасти рабочего колеса расположены параллельно друг другу, насос обеспечивает высокую скорость потока при напоре низкого давления около 35 футов.
Типы вертикальных осевых насосов
Магнитный привод вертикального осевого насоса
Вертикальный осевой насос с магнитным приводом использует силу магнетизма для перемещения жидкости через насос. Технология магнитного привода, создающая силу магнетизма, состоит из приводного и управляемого магнитов. Приводной магнит расположен снаружи герметичной камеры насоса, а приводной магнит - внутри камеры. Герметичная камера насоса делает его герметичным, предотвращая утечку жидкости или паров.. При вращении приводного магнита создается магнитное поле, которое взаимодействует с приводным магнитом, создавая силу, вращающую рабочее колесо насоса для перемещения жидкости в осевом направлении через корпус насоса. Вертикальный осевой насос с магнитным приводом представляет собой герметичную конструкцию, подходящую для работы с опасными, дорогостоящими и легковоспламеняющимися жидкостями.
Рисунок: Изображение вертикального осевого насоса с магнитным приводом.
Одноступенчатый вертикальный насос с осевым потоком
Одноступенчатый вертикальный насос осевого потока состоит из одного пропеллероподобного рабочего колеса в корпусе насоса. Этот насос имеет сравнительно простую конструкцию и низкую стоимость по сравнению с другими типами вертикальных осевых насосов. Он легко устанавливается и занимает мало места..
Рисунок: Изображение одноступенчатого вертикального осевого насоса.
Многоступенчатый вертикальный осевой насос
Многоступенчатый вертикальный насос осевого потока состоит из двух или более осевых рабочих колес, последовательно установленных на одном вертикальном валу. Вертикальный осевой насос с несколькими ступенями может достигать значительно более высокого напора, чем одноступенчатый аналог. Основным недостатком такого насоса является повышенная чувствительность ротора к вибрациям.
Рисунок: Многоступенчатый вертикальный осевой насос.
Межподшипниковый вертикальный осевой насос
В вертикальном осевом насосе этого типа вал насоса подвешен с обоих концов между двумя подшипниками. Таким образом, насос опирается на оба конца. Межподшипниковый вертикальный осевой насос может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым. Он может работать с чрезвычайно высокими расходами, значительно более высоким давлением и более тяжелой нагрузкой.
Погружной вертикальный осевой насос
Погружной вертикальный осевой насос может работать под поверхностью перекачиваемой жидкости. Он идеально подходит для непосредственной установки в нагнетательных трубах, что позволяет экономить место и затраты на установку. Погружной вертикальный осевой насос широко используется для осушения земель, защиты от наводнений и перекачки ливневых вод.
Рисунок: Межподшипниковый вертикальный осевой насос.
Области применения вертикального осевого насоса
Вертикальные осевые насосы отлично справляются с различными промышленными задачами по всему миру, включая городское и сельское коммунальное водоснабжение, электростанции, сельскохозяйственное орошение, рыболовство, очистку сточных вод и многое другое. Вертикальные осевые насосы находят следующее применение:
- Вертикальные осевые насосы широко используются для перекачивания воды из различных источников, таких как озера, пруды-охладители, резервуары, реки, океаны и перемычки.
- Они используются в ферментерах и на электростанциях для циркуляции жидкостей.
- Вертикальные насосы с осевым потоком используются для осушения низменных территорий.
- Они также используются для борьбы с наводнениями, дренажа земель и отвода ливневых вод.
- Они используются в химической промышленности для циркуляции жидкости в испарителе.
- Они также используются для орошения сельскохозяйственных ферм.
- Вертикальные осевые насосы также используются для борьбы с последствиями загрязнения.
Преимущества вертикального осевого насоса
- Вертикальные насосы с осевым потоком отлично подходят для применения на низком напоре и при высокой производительности.
- Они легко регулируются для достижения максимальной эффективности при различных условиях, например, при высоком потоке/низком давлении и низком потоке/высоком давлении.
- В вертикальных насосах с осевым потоком влияние вращения жидкости менее сильно.
- Они могут работать с относительно большим расходом, чем обычные центробежные насосы.
- Вертикальные осевые насосы имеют наименьший размер среди множества представленных на рынке типов насосов; небольшой размер удобен в обращении и использовании.
- Потребляемая мощность вертикального осевого насоса снижается с увеличением расхода перекачиваемой жидкости.
Недостатки вертикального осевого насоса
- Вертикальные насосы с осевым потоком создают низкий напор и давление на выходе.
- Они не подходят для всасывающих лифтов.
- Вертикальные насосы с осевым потоком стоят дороже обычных насосов.
- Они не могут работать с вязкими жидкостями.
- Они непригодны для применения в системах, требующих высоких напоров.
Поиск и устранение неисправностей вертикального осевого насоса
Насос не запускается
- Перегорел предохранитель или сработал автоматический выключатель. Осмотрите вертикальный осевой насос на предмет перегоревшего предохранителя и при необходимости замените его.
- Неравномерное напряжение вызвано загрязнением или коррозией на реле давления. Осмотрите реле давления и очистите его от мусора и загрязнений.
- Загрязненные или корродированные гнезда предохранителей. Осмотрите и при необходимости очистите гнезда предохранителей.
Насос дает мало или совсем не дает разряжения
- Насос работает в обратном направлении. Убедитесь, что двигатель вращается в направлении, указанном производителем вертикального осевого насоса на корпусе насоса.
- Обратный клапан вышел из строя или неправильно установлен. Проверьте обратный клапан, установите его правильно или замените.
- Засорение крыльчатки. Осмотрите крыльчатку и очистите ее от засорившегося материала.
Работа насоса сопровождается шумом
- Насос работает в режиме кавитации. Убедитесь, что насос работает в диапазоне скоростей, указанном производителем вертикального осевого насоса.
- Подшипники или крыльчатка насоса сильно изношены. Осмотрите подшипники и крыльчатку на предмет износа и замените их, если это необходимо.
Насос слишком сильно вибрирует
- Некоторые компоненты насоса вертикального осевого проточного насоса разбалансированы. Осмотрите и восстановите баланс компонентов.
- Косой или несбалансированный вал. Осмотрите вал и при необходимости восстановите балансировку.
- Ослаблен узел насоса. Затяните компоненты насоса.
- Крыльчатка сильно изношена или неисправна. Проверьте и замените крыльчатку.
Резюме
Насос с вертикальным осевым потоком - это распространенный тип насоса, состоящий из вертикально ориентированного вала и крыльчатки, напоминающей пропеллер. Вертикальный осевой насос обычно перемещает жидкость по потоку, параллельному оси вала, с помощью осевого рабочего колеса, приводимого в движение двигателем. Насос с вертикальным осевым потоком относится к роторным динамическим насосам, поскольку для создания давления он зависит от импульса и скорости жидкости. Производители насосов с вертикальным осевым потоком разрабатывают их таким образом, чтобы они отлично справлялись с задачами, требующими высокой скорости потока и низкого давления нагнетания. Некоторые модели вертикальных осевых насосов могут быть настроены на эффективную работу в различных условиях путем изменения конструкции рабочего колеса. Вертикальные осевые насосы широко используются во многих промышленных сферах, включая городское и сельское коммунальное водоснабжение, электростанции, сельскохозяйственное орошение и рыболовство. Они доступны в различных типах, а также представляют собой насосы наименьшего размера на рынке.