Насосы имеют широкий спектр применения и служат для различных целей. В быту они обычно используются для орошения и водоснабжения. В промышленных условиях насосы необходимы для перекачивания воды из скважин, а также для работы с газообразными и летучими веществами. Коммунальные службы часто используют насосы в небольших котельных. Существуют различные типы насосного оборудования, каждый из которых имеет свои уникальные особенности, конструкцию и назначение. В этой статье мы остановимся на вихревых насосах, которые приобрели популярность в последние годы.
Где используется вихревой насос
Вихревой насос в первую очередь предназначен для перекачивания воды, хотя он также способен перемещать газообразные вещества. Существует несколько различных типов вихревых насосов, но все они имеют рабочее колесо со специально разработанными лопастями. Ключевое отличие вихревых насосов заключается в их способности работать с небольшими объемами воды, обеспечивая при этом достаточное давление. Как следствие, эти насосы чаще всего используются в ситуациях, когда необходимо поддерживать большой напор воды при ограниченном ее объеме. Вихревые насосы находят применение как в быту, так и в промышленности. Они широко используются в системах автоматического водоснабжения и ирригационных системах. Они также подходят для перекачки различных типов жидкостей и даже могут работать в качестве компрессоров для повышения давления в системе водоснабжения. В частности, вихревой насос используется для следующих целей:
- Автоматизированные насосные станции широко используются для подачи воды в загородные дома.
- На автозаправочных станциях насосы используются для перекачки бензина и керосина.
- Маломощные котельные установки могут получить преимущество от использования насосов для подачи топлива.
Вихревые насосы часто используются в химической промышленности для транспортировки химически агрессивных веществ. В процессе производства вихревых насосов используются химически стойкие сплавы, которые трудно поддаются формовке и литью.
Конструкция и принцип работы
Как уже упоминалось ранее, основным рабочим компонентом данного устройства является колесо (крыльчатка), оснащенное лопастями, которые действуют как лопасти. Эти лопасти расположены радиально или наклонно по отношению к оси колеса. Само рабочее колесо представляет собой стальной диск, украшенный ямками по внешней окружности, которые служат основанием для лопастей.
Внутри цилиндрического корпуса вращается колесо с лопастями, цель которого — минимизировать расстояние между концами лопастей и стенкой корпуса. Принцип действия вихревого насоса заключается в притягивании и закручивании воды в вихрь через рабочее колесо. При минимальных затратах энергии сила потока значительно усиливается, что в конечном итоге приводит к выталкиванию жидкости под высоким давлением из выходного отверстия.
Следует отметить, что входной и выходной патрубки насоса расположены в верхней части механизма. Такая конструкция обеспечивает возможность самовсасывания жидкости при первоначальной эксплуатации оборудования.
Вихревой насос имеет характерный литой канал, соединяющий выход с входом и разделенный специализированной перегородкой. Перегородка включает в себя не менее двух лопастей, а зазор между перегородкой и рабочим колесом составляет не более 0.2 мм. В результате движение крыльчатки и перекачиваемой воды создает центробежную силу, которая повышает давление. Благодаря такой конструкции стало возможным не только повышать давление на выходе, но и перекачивать газожидкостные вещества.
Благодаря своим конструктивным особенностям вихревой насос обеспечивает примерно в 7 раз большую эффективность по сравнению с центробежным насосом с таким же размером рабочего колеса и скоростью вращения.
Преимущества и недостатки вихревых насосов
Вихревые насосы имеют как преимущества, так и недостатки. К преимуществам этих насосов можно отнести высокий напор на выходе, способность к самовсасыванию воды, возможность перекачивать как жидкости, так и летучие вещества, а также работать с конструкциями, содержащими газ. Кроме того, эти устройства могут не только перекачивать воду, но и транспортировать ее по трубам. Погружные насосы с вихревой системой можно использовать на глубине до 20 метров.
Основным недостатком вихревого насоса является его низкий коэффициент полезного действия, который составляет примерно 45%. Если требуется высокая производительность, то экономически выгоднее выбрать центробежный насос. Рассматриваемые модели используются только на крупных предприятиях, где применение центробежных насосов нецелесообразно. Кроме того, вихревые насосы не способны перекачивать воду с твердыми включениями и не подходят для вязких веществ.
Классификация
Вихревые насосы можно определить по целому ряду признаков. В настоящее время существует несколько категорий вихревых устройств:
- Открытые и закрытые вихревые насосы;
- Погружные и поверхностные вихревые насосы;
- Комбинированные вихревые насосы.
Каждый тип выполняет свою функцию и обладает уникальными конструктивными характеристиками.
Открытовихревые и закрытовихревые насосы
Отличительной особенностью открытого вихревого насоса от закрытого вихревого насоса является использование более длинных лопастей, меньший диаметр рабочего колеса относительно выходного канала и соединение исключительно между кольцевым каналом и напорным патрубком. В отличие от них, закрыто-вихревые насосы имеют более короткие лопасти, расположенные под разными углами, диаметр рабочего колеса соответствует диаметру внутренней камеры, а канал соединяет впускной и выпускной патрубки.
Вот чем отличается принцип работы. Вода поступает через входное отверстие в рабочую камеру, где в виде вихря направляется в соединительный канал, а затем выходит под давлением через выходной патрубок. В закрытых устройствах, поскольку рабочая камера и колесо имеют одинаковый диаметр, вода сразу же попадает в соединительный канал, где образуется вихрь и повышается давление.
Погружные и поверхностные модели
Отличить эти модели легко по их названию: погружные помещаются непосредственно в перекачиваемую среду, а поверхностные располагаются рядом. Предпочтительная область применения первого типа — перекачивание жидкостей или менее вязких веществ, в то время как второй тип обычно используется для циркуляции воды, например, в системах орошения или водоснабжения дома.
Комбинированные варианты
Работа с сильно загрязненными веществами может быть обеспечена с помощью свободновихревых моделей. Эти модели обычно используются в качестве фекальных или дренажных насосов, в частности, на очистных сооружениях, а также в горнодобывающей промышленности, где они применяются для откачки воды из скважин во время бурения.
Эффективность центробежных вихревых насосов выше, чем у классических вихревых моделей. Они способны работать с жидкостями, максимальная температура нагрева которых составляет 105 градусов Цельсия. Ключевое отличие заключается в одновременной установке как центробежного, так и вихревого рабочего колеса.
Вакуумные насосы вихревого типа представляют собой разновидность воздуходувок. Они имеют различные применения, например, для распределения горячего или холодного воздуха и создания небольшого вакуума. Часто используются для сушки стеклянных емкостей и аэрации водоемов.
Какой насос лучше — вихревой или центробежный
Чтобы определить, что лучше — вихревой или центробежный насос, необходимо внимательно изучить отличительные особенности вихревых насосов:
- Они имеют меньшие размеры и более низкую цену по сравнению с центробежными насосами;
- Обладают способностью создавать высокое давление;
- Они могут работать с чистыми веществами;
- Имеют относительно высокий уровень шума.
В настоящее время вихревые насосы способны обеспечить производительность от 8 до 60 кубометров в час, а напор составляет от 25 до 250 метров.
Если рассматривать вихревые модели, то можно сделать вывод, что они наиболее подходят для промышленного использования, так как способны перекачивать не только жидкости. Однако высокий уровень шума делает их непригодными для использования в жилых домах или поблизости от них. Благодаря доступной цене и компактным размерам они идеально подходят для небольших насосных станций, где они могут работать с малым расходом, но с большим напором. Кроме того, они хорошо подходят для сельскохозяйственных целей, например, для обеспечения водой систем орошения на фермах. Эти насосы также отлично справляются с ролью вспомогательных котельных станций и могут использоваться в качестве компрессоров для циркуляции воды. отличаются простотой конструкции и ремонта.
Наконечник! Рекомендуется приобретать эти насосы для небольших фермерских хозяйств или химической промышленности. В других сферах они могут быть менее эффективны по сравнению с центробежными вариантами.
