Обзор устройства и разновидностей консольных насосов

Среди общего объема производимой мировой промышленностью насосной техники, около 60-70% приходится на долю консольных насосов. Распространение такого оборудования объясняется простотой его конструкции, высоким КПД работы и ремонтопригодностью.

Консольный насос

В данной статье рассмотрено устройство и принцип действия консольных насосов. Мы ознакомимся со сферой их применения и техническими характеристиками, а также изучим популярные модели оборудования и дадим рекомендации по их монтажу.

1 Сфера применения и классификация

Насосное оборудование консольного типа предназначено для работы с чистыми и слабозагрязненными жидкостями, не содержащих в составе твердых механических включений. Максимальное содержание абразивных веществ в рабочей среде — 0.1%, их размер — не более 0.2 мм.

Использование таких насосов широко распространено в следующих сферах:

• муниципальное водоснабжение;
• системы ирригации и полива;
• коммунальное хозяйство;
• пожарная безопасность;
• производственные линии;
• химическая промышленность.

Читайте также: основные виды и характеристики химических насосов.

Консольный насос в работе

В зависимости от конструктивного исполнения консольные насосы классифицируются на 4 разновидности:

1. К — стандартное исполнение: горизонтальный корпус, соединение колеса и привода посредством упругой муфты.
2. КМ — консольно моноблочные насосы, в которых отсутствует отдельный вал рабочего колеса (колесо фиксируется на валу электропривода).
3. КМП — повысительный консольно моноблочный агрегат, спроектированный для работы в системах коммунального водоснабжения, от класса КМ практические ничем не отличается.
4. КМЛ — линейный консольник с вертикальной осью рабочего колеса и линейной схемой расположения заборного и подающего патрубков.

Наиболее распространенными считаются насосы класса «К», являющиеся оборудованием общепромышленного назначения.

Читайте также: технические характеристики погружного насоса Макита.

к меню ↑

1.1 Конструкция и принцип работы

Основным функциональным узлом центробежных консольных насосов является лопастное колесо, посредством которого осуществляется перекачивание рабочей среды. В зависимости от количества колес агрегаты классифицируются на одно и многоступенчатые.

Лопастное колесо имеет форму барабана, состоящего их двух параллельно расположенных дисков, которые соединяются внутренними пластинчатыми перегородками. Колесо, установленное внутри рабочей полости, получает вращательный момент от выходящего из электродвигателя вала, на котором оно закреплено. На валу колесо фиксируется с помощью подшипникового узла, защищенного от контакте с жидкостью.

Внутренняя полость корпуса, в котором размещен барабан, имеет два отверстия — всасывания и подачи. Принцип действия механизма достаточно прост — в процессе работы через отверстие всасывания вода поступает в полость и захватывается лопастями колеса, которое вращаясь ускоряет движение жидкости и выбрасывает ее через отверстие подачи.

Устройство консольного насоса

Компоновка насоса представлена на схеме, где указаны:

1. Крышка корпуса.
2. Корпус.
3. Уплотнители.
4. Лопастное колесо.
5. Подшипниковый узел.
6. Набивка сальника.
7. Защитная втулка.
8. Сальник.
9. Вал вращения.
10. Опорный кронштейн.
11. Подшипник вращения.

Во всех насосах мощностью более 10 кВт присутствует система разгрузки барабана от осевых усилий, в маломощных агрегатах она не предусмотрена. Герметизация корпуса изнутри обеспечивается уплотняющими кольцами (3), которые не дают жидкости переходить в зону низкого давления, что повышает общий КПД насоса. Вал вращения уплотняется набивным сальником (8), также предусмотрена защитная втулка (7), которая предотвращает истирание вала в зоне контакта с сальником.

Горизонтальный консольный насос

Функциональное назначение насоса непосредственно влияет на материалы, используемые для изготовления его запчастей. Так, в общепромышленном оборудовании используются рабочие колеса из легированных сталей, реже — из серого чугуна. Насосы для химической промышленности оснащаются барабанами из специальных сплавов, устойчивых к воздействию перекачиваемой среды.

Корпус агрегата может выполняться из чугуна, стали, алюминия либо нержавейки. Материал уплотнительных колец, сальников и манжет выбирается исходя их температуры рабочей среды. Наиболее распространенный консольный насос класса «К» предназначен для работы с жидкостями температурой до 85⁰.
к меню ↑

1.2 В чём особенности консольного насоса К8-18? (видео)

2 Маркировка и правила выбора

Производство консольных насосов класса «К» ведется в соответствии со стандартом ГОСТ №22247-96. Согласно данному документу, агрегаты классифицируются на 14 типоразмеров по мощности подачи и напору. Все модели имеют унифицированную маркировку типа К70-50-220-СД-УХЛ-3, в которой указывается:

• К — тип оборудования (консольный насос);
• 70 — диаметр всасывающего патрубка (мм);
• 50 — диаметр патрубка подачи;
• 220 — диаметр лопастного барабана;
• СД — уплотнение двойным сальником (С — одинарный сальник);
• УХЛ — вариант климатического исполнения согласно ГОСТ 15150-69;
• 4- категория размещения.

Выбор конкретной модели консольника производится по каталогам производителя, в которых указывается назначение техники, особенности ее конструкции и технические характеристики. Основные параметры выбора — мощность, напор подачи и кавитационный запас.

Кавитационнный запас системы, в которую будет устанавливаться насос, можно рассчитать по формуле: K = ((p1-p2)/m) — B — D, где:

• p1 — давление на поверхность жидкости в емкости, из которой производится забор рабочей среды;
• p2 — давление паров жидкости в рабочем температурном диапазоне;
• m — удельная масса рабочей среды;
• B — суммарные потери напора во всасывающем канале при работе на максимальной производительности;
• D — высота всасывания (расстояние от вала вращения насоса до уровня рабочей среды в накопительной емкости).

Характеристики распространенных консольников

Среди наиболее распространенного в отечественной промышленности оборудования выделим следующие марки насосов:

1. К 20/30 — мощность 4 кВт, производительность — 20 м3/час, напор — 30 м, кавитационный запас — 3.5 м, вес — 77 кг.
2. К 45/30 — мощность 7.5 кВт, производительность — 45 м3/час, напор — 30 м, кавитационный запас — 4 м, вес — 158 кг.
3. К 160/30 — мощность 30 кВт, производительность — 160 м3/час, напор — 30 м, кавитационный запас — 4.2 м, вес — 420 кг.
4. К 290/30 — мощность 37 кВт, производительность — 290 м3/час, напор — 30 м, кавитационный запас — 4 м, вес — 550 кг

Также хорошо зарекомендовали себя консольники серии KDN от компании DAB (Италия). В ассортименте производителя представлены одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы мощностью 5.5-75 кВт, производительностью от 12 до 360 м³/час и напором 26-70 м. Стоимость оборудования начинается от 100 тыс. рублей.
к меню ↑

2.1 В чём нюансы монтажа и ремонта консольных насосов?

Поскольку консольники являются достаточно массивной и габаритной техникой, их установка требует обустройства фундамента. Бетонное основание должно быть на 20 см больше размеров корпуса насоса с каждой стороны, и иметь толщину минимум 20 см. Раму насоса нужно жестко фиксировать на фундаменте с помощью анкеров. Между корпусом и плитой в обязательном порядке размещается вибропоглощающая прокладка.

Всасывающие и подающие трубы необходимо устанавливать так, чтобы на корпус насоса не оказывалось давление. При этом жесткая фиксация труб должна быть вынесена за пределы фундаментной площадки, таким образом снижается уровень действующей на них вибрации.  На обеих патрубках насоса перед трубами необходимо монтировать отсечные клапаны, также обязательным является установка контр-фланцев, предотвращающих расстыковку  труб и патрубков из-за вибрационных нагрузок.

Консольный насос на фундаменте

Капитальный ремонт консольного агрегата необходимо производить после выработки установленного ресурса, который отличается в зависимости от марки оборудования. В процессе эксплуатации консольника чаще всего возникают следующие неисправности:

• отсутствие напора при запуске — причиной может быть недостаточная наполненность емкости перекачиваемой жидкостью либо засоренность всасывающей линии;
• сниженная продуктивность — причины: износ рабочего колеса, повышенное сопротивление в трубе подачи;
• протечки жидкости через сальники и уплотнения — причины: возросшее давление подачи, износ изоляционных элементов;
• перегрузка привода — причины: подача выше допустимой, механические повреждения мотора;
• перегрев подшипников — причины: сместилась центровка вала, недостаточная смазка;
• сильная вибрация и шум при работе — причины: превышения кавитационного запаса, агрегат недостаточно жестко зафиксирован на фундаменте, износ подшипников.

В процессе эксплуатации консольные насосы требуют ежедневного технического обслуживания и профилактического ремонта, с периодичностью раз в 3 месяца.