Разновидности вертикальных насосов

Вертикальный насос — устройство для напорного перемещения жидкости, в котором рабочие органы расположены по вертикальной оси, независимо от положения двигателя и передачи. Использование такого оборудования широко распространено во всех сферах промышленности, сельского хозяйства и бытовой эксплуатации.

В данной статье рассмотрены вертикальные насосы. Мы изучим их конструктивные особенности, технические характеристики и разновидности, а также дадим рекомендации по выбору данной техники.

1 Устройство и эксплуатационные особенности

Характерной особенностью вертикальных насосов является вертикально расположенный рабочий вал, благодаря которому такое оборудования и получило свое название. Подобная компоновка достаточно сложна в исполнении, однако она позволяет насосу выполнять узкоспециализированные задачи, в которых он существенно превосходит аналоги горизонтального типа.

Множество разновидностей насосов — дренажные, шламовые, водяные, консольные, могут выполняться как в вертикальной, так и в горизонтальной конфигурации. Использование вертикальных агрегатов рационально в случае ограниченного рабочего пространства, так как их цилиндрический корпус занимает минимум места. Компактность делает вертикальные насосы широко распространенными в кораблестроении и машиностроении, поскольку они могут без проблем поместиться внутри корпусов больших конструкций.

Читайте также: разбираемся в особенностях скважинных насосов Беламос.

Второй основной сферой эксплуатации такого оборудования является откачка жидкости из водоемов и резервуаров. Так, практически все водяные насосы — погружные, полупогружные и дренажные, выполняются в вертикальной конфигруации. Полупогружные насосы в цилиндрическом корпусе нередко имеют максимальный из возможных класс герметичности, так как их привод может располагаться над поверхностью воды, а рабочий орган — ниже ее уровня.

Преимуществом агрегатов вертикального типа является возможность врезки внутрь трубопроводов. Примером такой рационализации является тепловой циркуляционный насос, установка которого выполняется посредством фланцев напрямую в уже существующий  трубопровод, без необходимости монтажа дополнительных соединений и труб.

Читайте также: актуальность применения геотермального теплового насоса.

Однако вертикальное расположение рабочего вала имеет и ряд недостатков, основным из которых является усложнение конструкции с целью компенсации возросших осевых нагрузок. Для этого используются более мощные радиально-упорные подшипники, которые, в свою очередь, требуют изменения стандартной системы смазки. В целом же, общая эффективность вертикальных агрегатов полностью окупает вышеуказанные минусы.
к меню ↑

1.1 Сфера применения и классификация

Вертикальные насосы повсеместно применяются в канализационных и водопроводных системах для перекачки жидкостей любой загрязненности.  Основными сферами эксплуатации такого оборудование является:

• системы дренажа;
• отопление и водоснабжение;
• машиностроение, станкостроение;
• системы орошения, мелиорации и фильтрации;
• канализация и очистные комплексы;
• химическая промышленность.

Классификация агрегатов вертикального типа выполняется по множеству факторов, рассмотрим основные из них:

1. Мощность подачи жидкости — низконапорные, средне и высоконапорные.
2. Частота оборотов рабочего вала — тихо, нормально и быстроходные.
3. Количество перекачиваемых потоков — одноступенчатые, многоступенчатые.
4. Тип рабочей среды — для воды, загрязненных жидкостей, химических агрессивных веществ, канализационных отходов.
5. Способ установки — наземные, погружные и полупогружные.
6. Тип привода — центробежные, поршневые, винтовые.

Читайте также: что такое и как работает напорный насос для дома?

Наиболее распространенные агрегаты центробежного типа в большинстве случаев представлены  циркуляционным «инлайн» оборудованием. Монтаж вертикальных насосов выполняется напрямую в трубопроводную магистраль через фланцевое соединение. Также с такими приводами производятся полупогружные агрегаты для емкостей и резервуаров.

Центробежный рабочий механизм состоит из лопастного колеса, закрепленного на рабочем валу. Такое колесо представляет собой два параллельно расположенных диска, соединенных пластинчатыми перемычками. В процессе работы лопасти заполняются водой, которая при вращении выталкивается наружу.

В зависимости от количества лопастных колос циркуляционные насосы бывают одноступенчатые и многоступенчатые. Агрегаты многоступенчатого типа способны развивать гораздо больший напор подачи, так как вода в них последовательно проходит ячейки каждого из колес.

Цикл работы поршневых насосов состоит из чередующихся этапов всасывания и нагнетания, производимых движением цилиндропоршневой группы. В процессе поступательного перемещения поршня в освободившейся полости цилиндра создаются пониженное давление и в нее засасывается вода из подводящего патрубка. Далее клапан на всасывающем патрубке закрывается, а на патрубке подачи — открывается, и совершающий обратное движение цилиндр вытакливает воду из поршня.

Ключевым недостатком вертикальных поршневых насосов является неравномерная, пульсирующая подача, и меньшая чем у центробежных агрегатов мощность. Однако стоит поршневое оборудование значительно дешевле центробежного, ввиду чего такие водяные и дренажные насосы широко распространены в бытовой эксплуатации.

Читайте также: в чем заключается особенность кессонов для погреба?

к меню ↑

1.2 Как устроен вертикальный шламовый насос? (видео)

к меню ↑

2 Какие существуют разновидности вертикальных насосов?

В зависимости от сферы применения и функционального назначения вертикальные насосы классифицируются на следующие разновидности:

• шламовые;
• водяные;
• дренажные;
• химические;
• циркуляционные;
• консольные.

Шламовый насос — промышленное оборудование, предназначенное для работы с сильно загрязненными жидкостями, содержащими в составе большое количество твердых механических примесей. В отличие от фекальных агрегатов, которые могут перекачивать лишь низкоплотные жидкости, шламовые насосы способны качать среду плотностью до 2500 кг/м3.

На очистных предприятиях чаще всего используются погружные шламовые насосы с воздушным клапаном, за счет которого агрегат может работать в сухую без риска перегрева. Лидируют на рынке шламовые насосы Warman (Америка), данная компания поставляет оборудование для горнодобывающей, химической и перерабатывающей промышленности, а также насосы общего назначения.

В качестве альтернативы зарубежному оборудованию можно рассматривать отечественный шламовый насос ВШН-150 и его горизонтальный аналог — ГШН 150.  Данные агрегаты способны работать в жидкостями плотностью до 2500 кг/м3 и концентрацией абразивных частиц до 20% (размер до 20 мм), температура рабочей среды — 5-60 градусов. Оба насоса- ВШН-150 и ГШН-150 имеют идентичные технические характеристики:

• производительность — 150 м3/час;
• напор подачи — до 33 м;
• мощность привода — 30 кВТ;
• частота вращения вала — 1500 об/мин.

Дренажные насосы, как и шламовые, используются для работы с загрязненными жидкостями, однако они способны перекачивать среду в которой концентрация механических примесей не превышает 5% от объема воды, а размер абразивных частиц — до 5 мм, без камней и твердых предметов. Это оборудование бытового назначение, не предназначенное для использования в строительстве и при откачке канализационных стоков.

Читайте также: какие фильтры под мойку лучше покупать и почему?

 

Для откачки жидких отходов, содержащих большое количество мягких загрязнений у канализаций, септиков, выгребных ям, используются вертикальные фекальные насосы. Особенностью данного оборудования является наличие режущего механизма (закрепленные и вращающиеся на валу ножи), посредством которого измельчаются механические примеси.

Одной из разновидностью водяных вертикальны насосов являются консольные агрегаты. Такое оборудование предназначено для работы с чистой и слабо загрязненной водой, не содержащей твердых и волокнистых включений. Консольные насосы имеют центробежный рабочий механизм. Это высокомощные агрегаты, используемые в муниципальном водоснабжении, производственной промышленности и в сельскохозяйственных системах ирригации.

Поскольку консольные насосы имеют крупные размеры и высокую мощность, они являются источником сильного шума и вибраций при работе. Чтобы уменьшить вибрационные нагрузки на здание, установка консольной техники должна выполняться на фундаментный блок с жесткой фиксацией корпуса поверх вибропоглощающей прокладки. Периметр фундаментного блока должен быть на 20 см больше с каждой стороны, чем размеры рамы агрегата. При этом подающие и всасывающие трубопроводы нужно фиксировать за пределами фундамента.