Центробежные и вихревые насосы

Для подачи воды из водозаборных сооружений широкое распространение получили центробежные насосы, отличающиеся конструктивной простотой и удобством эксплуатации. Они классифицируются по следующим признакам:

• по напору - низконапорные до 15м, средненапорные – до 40м и высоконапорные – свыше 40м;

• по способу отвода воды от рабочего колеса в напорный трубопровод - спиральные и турбинные;

• по расположению вала – горизонтальные и вертикальные;

• по характеру перекачиваемой жидкости – водонапорные, канализационные кислотные, песковые, грязевые и пр.;

• по назначению - общего назначения, шахтные, артезианские, насосы-дозаторы;

• по частоте вращения рабочего колеса – тихоходные, нормальной быстроходности, быстроходные.

Основной рабочий орган насоса - рабочее колесо с лопастями. Рабочее колесо крепится на валу электродвигателя и вращается с частотой 2700 об/мин. Лопасти рабочего колеса изогнуты в сторону, противоположную вращению колеса. Корпус насоса соединяется с всасывающим и нагнетательным водопроводами.

Перед пуском насоса в работу корпус его и всасывающий трубопровод заполняют перекачиваемой жидкостью. Работает насос следующим образом. При вращении рабочего колеса вода увлекается лопастями и под действием центробежной силы от центра колеса. Создается напор и вода поступает через нагнетательный трубопровод в водопроводную сеть. При вытеснении воды из рабочего колеса в центре его образуется разряжение, вследствие чего вода под действием атмосферного давления поступает в насос. При этом она проходит через приемный клапан и всасывающий трубопровод. В насосе устанавливается равномерное и непрерывное движение воды от источника к напорному трубопроводу. Клапан предотвращает обратный слив воды и защищает насос от гидравлического удара при внезапной остановке насоса во время работы.

Особенность центробежных насосов – тесная взаимосвязь между подачей и напором. С увеличением подачи воды напор насоса уменьшается, а с уменьшением подачи – возрастает. Центробежные насосы являются быстроходными машинами. Электродвигатель для привода вала насоса устанавливается с ним на одной раме.

Вихревые насосы устроены по принципу центробежных насосов, но могут засасывать жидкости без предварительного заполнения всасывающего трубопровода. Это достигается за счет установки специального колпака с воздухоотводом. Рабочее колесо насоса при вращении создает кольцевое движение жидкости, переходящее в вихрь. В результате этого возникает напор в 2 - 4 раза больший, чем напор в центробежных насосах при одном и том же диаметре рабочего колеса. Недостатком вихревых насосов является низкий коэффициент полезного действия – не превышающий 0,5.

Водоструйные установки

Водоструйные установки предназначены для подачи воды из шахтных колодцев и буровых скважин с глубиной динамического уровня воды до 75 м. Ранее рассмотренные насосы могут перекачивать воду при условии, что высота всасывания не превышает 6…7 м. Сочетание насоса со струйным аппаратом позволяет поднимать воду с глубин, превышающих 10 м.

Водоструйная установка ВН-2Ц-6 состоит из центробежного и водоструйного насосов и труб.

Перед пуском в установку заливают воду для полного удаления воздуха из обоих насосов и труб. Центробежный насос подает воду по нагнетательной трубе к соплу водоструйного насоса. Вода этим насосом выбрасывается с большой скоростью в камеру смешивания и увлекает туда же воду из приемной камеры. В результате этого в приемной камере создается разряжение и в нее непрерывным потоком поступает вода из колодца. Далее, смешанный поток воды поступает в диффузор, в котором энергия движения смешанного потока воды преобразуется в энергию давления или статический напор, вода под таким напором подается по водоподъемной трубе на высоту 4…7м. Эта высота достаточна для захвата воды центробежным насосом.

Таким образом, центробежный насос нагнетает воду в водопроводную сеть и одновременно подводит часть воды к соплу водоструйного насоса. В результате этого обеспечивается непрерывность процесса подъема воды с большой глубины.