Центробежные насосы

Все насосы, в которых прекачиваемая среда, под воздействием на нее рабочего колеса в камере, постоянно сообщающейся с входом и выходом насоса, перемещается от центра к периферии называют центробежные насосы. При этом перекачиваемая жидкость движется от центра к периферии под действием центробежных сил. Отсюда и широко используемое название - центробежный насос.
Недостатком центробежных насосов считается более низкий КПД по сравнению с насосами объёмного типа.
Но, центробежные насосы имеют и ряд преимуществ: это сравнительно низкая цена по сравнению с насосами других групп, конструктивная простата, долговечность и надежность в работе, возможность подбирать для центробежного насоса электродвигатели с мощностью, обеспечивающей получение максимального значения КПД для заданных условий работы.

Группы центробежных насосов

По техническим характеристикам и области применения центробежные насосы делятся на следующие группы:

Основные требования при эксплуатации центробежного насоса и правила регулирования работы

При эксплуатации центробежного насоса необходимо соблюдать два основных условия:

первое пуск насоса следует производить при заполненных всасывающем трубопроводе и корпусе насоса и закрытой напорной задвижке;
второе - запрещается осуществлять пуск центробежного насоса при закрытой или не полностью открытой всасывающей задвижке, а также работать более 2-3 минут при закрытой напорной задвижке.

В практике наибольшее распространение получил метод регулирования работы центробежных насосов с помощью обточки рабочего колеса. Как известно напор насоса находится в квадратичной зависимости от диаметра рабочего колеса и, поэтому уменьшая диаметр колеса с помощью обточки можно существенно менять и характеристики насоса.
Для получения расчётной величины нужного напора центробежного насоса при обточке колеса, необходимо номинальную величину напора умножить на квадрат отношения диаметра обточенного колеса к номинальному диаметру.

Регулировать работу центробежного насоса можно и с помощью изменения сотротивления в потребительской сети.
Изменение условий работы насоса на сеть позволяет регулировать работу центробежного насоса в широком диапазоне.
Из графической напорной характеристики центробежных насосов, представляющей собой пологую кривую, видно, что с увеличением подачи уменьшается напор и наоборот. Для каждой конструкции центробежного насоса имеется зона оптимальной работы, представляющая собой энергетическую характеристику, определяющая крутизну и максимальную величину КПД.
Рабочая точка на кривой характеристики соответствует максимальному значению КПД насоса.
Местоположение рабочей точки на характеристике определяется «сопротивлением сети». Если менять сопротивление сети, например, закрывая задвижку на напорной линии, то рабочая точка будет смещаться по кривой влево в пределах рабочей зоны, т.е. центробежный насос будет выбирать режим работы на меньшей подаче, так как «вынужден» работать с большим напором, чтобы преодолеть дополнительное сопротивление задвижки.

Другим способом изменения условий работы центробежного насоса на сеть является байпасирование, представляющее собой установку регулируемого или нерегулируемого перепуска (байпаса) с напорной линии на всасывание.
У центробежного насоса при байпасировании происходит увеличение подачи (с учётом объёма жидкости, возвращаемой в линию всасывания) и соответствующее снижение напора.
В потребительской сети байпасирование приводит к снижению подачи. В результате в потребительской сети можно получить одновременно меньший напор и меньшую подачу (энергия жидкости идёт на сброс).
Снижение напора с помощью перепуска жидкости с напорной линии во всасывающую обеспечивает снижение напора на 10…30 % в зависимости от крутизны напорной характеристики насоса.

Обозначение насосного оборудования

Обозначения насосов до 1982 года отражали конструктивно-размерные характеристики насосов.
Пример 4Х-6, где:
«4» - диаметр всасывающего патрубка в мм, уменьшенный в 25 раз;
«Х» - тип насоса (К- консольный (например- консольные насосы К), Х- химический (например- насос химический), Ф- фекальный (например - фекальный насос СД и СМ);
«6» - коэффициент быстроходности насоса, уменьшенный в 10 раз и округлённый.
Коэффициент быстроходности – условное число оборотов, увязанное с геометрическим размером рабочего колеса. Этот коэффициент пропорционален отношению подачи к напору, т.е. более быстроходные насосы имеют меньший напор.
После 1982 года стали применять параметрическое обозначение насосов.
Например Х20/30, где:
«Х» - тип насоса;
«20» - подача в кубометрах жидкости в час;
«30» – напор в метрах столба жидкости.

Обозначения насосов в соответствии с международным стандартом ИСО

В настоящее время большая часть центробежных насосов имеет обозначения в соответствии с международным стандартом ИСО 2853.
Например, насос Х50-32-125, где:
«Х» - тип насоса;
«50» - условный диаметр всасывающего патрубка в мм;
«32» - условный диаметр напорного патрубка в мм;
«125» - условный номинальный диаметр рабочего колеса в мм.
Введение обозначений в соответствии с международным стандартом ИСО потребовало и привело к значительным измениям в конструкции насосов.

Конструктивные отличия центробежных насосов, разработанных в соответствии с международным стандартом ИСО

Насосы, разработанные в соответствии с международным стандартом ИСО, имеют осевой вход перекачиваемой жидкости в рабочее колесо, что позволяет демонтировать центробежные насосы без отсоединения напорного и всасывающего трубопроводов. При такой конструкции центробежного насоса нет необходимости и демонтировать электродвигатели, не нарушается соединение корпуса насоса с трубопроводами, а корпус подшипников в сборе с ротором (рабочее колесо, вал уплотнения) вынимаются со стороны электродвигателя. Это обеспечивается конструкцией соединительной муфты между насосом и электродвигателем.
В обозначении насосов ведена следующая индексация «а», «б», «д», «К», которая обозначает:
«а» - первая обточка рабочего колеса, «б» - вторая обточка, «д» - обозначает увеличенный, по сравнению с номинальным, диаметр рабочего колеса, «К» - исполнение по материалу проточной части.
Как правило, больше двух обточек не бывает, поэтому в обозначение вводят «а» и «б» (если колесо без обточки – то индекса нет).

Материалы проточной части насосов

В связи с тем, что насосное оборудование используют для перекачивания разнообразных по характеру и составу жидкостей, в центробежных насосах стали применять большое количество различных материалов, для которых введены следующие обозначения: