Центробежные насосные установки (ЦН) применяются в различных отраслях промышленности, а также в быту. В системах водоснабжения погружные насосы применяются для подъема воды из колодцев и снабжения потребителей. ЦН обеспечивают циркуляцию теплоносителей в системах отопления. Благодаря простой конструкции и высокой надежности эти устройства являются наиболее распространенными гидравлическими устройствами.
Центробежный насос ЦН представляет собой динамическую лопатку, в которой передача рабочей жидкости происходит сплошным потоком за счет центробежных сил, возникающих при вращении ротора. Жидкость движется по движущимся лопастям от центра к периферии, т.е перпендикулярно оси вращения. В большинстве случаев насосный агрегат состоит из 2-х частей: гидравлической (насос) и приводного двигателя.
Центральный нагревательный элемент представляет собой разъемную металлическую отливку, в форме улитки, с 2 фланцами - всасывающим и напорным. Внутри на валу установлен ротор открытого или закрытого типа. Последний состоит из 2-х дисков, между которыми расположены лопатки, загнутые в противоположную сторону вращения. Передний диск имеет отверстие, расположенное напротив впускной трубы.
Принцип работы центрального насоса основан на действии центробежных сил. При вращении колеса в теле, наполненном водой, жидкость начинает двигаться по лопастям от центра к периферии под действием сил инерции. В результате на выходе получается избыточное давление, которое выталкивает рабочую жидкость в напорный трубопровод. Разрежение, создаваемое в центре колеса, всасывает воду из впускной трубы и подводит ее к лопастям. Это создает непрерывный поток жидкости.
В многоступенчатом насосе корпус имеет цилиндрическую форму. Для перевода жидкости из одной фазы в другую устанавливаются направляющие аппараты. Устройство расположено над каждым ротором и представляет собой диск с неподвижно закрепленными криволинейными лопастями, направляющими рабочую жидкость с выхода вращающегося ротора на всасывание следующего. Это приводит к значительному повышению давления на последней стадии.
Центробежные насосы получили широкое распространение благодаря своим положительным свойствам:
Как и другие виды гидромашин, центральные насосы имеют ряд недостатков:
Для запуска агрегата необходимо заполнить гидравлическую часть и всасывающий патрубок водой.
Производители предлагают широкий ассортимент центробежных агрегатов различной конструкции и характеристик.
Они классифицируются как:
Ассортимент центробежных насосов чрезвычайно велик. Они используются в тепловых энергетических установках для питания котлов, подачи воды в систему регенеративного теплообмена и питания сетевых тепловых пунктов. Герметичные центробежные агрегаты используются на атомных электростанциях. На тепловых электростанциях они используются в гидравлических системах золоудаления.
КН широко применяются на промышленных предприятиях, в сельском хозяйстве и в системах городского водоснабжения. Применяются для подачи реагентов и растворов в технологических схемах производства. Применяются в строительстве и угольной промышленности для гидромеханизации разработки грунтов и гидравлического способа разработки угля.
В сельском хозяйстве погружные насосы используются для подачи воды на животноводческие фермы. Насосные агрегаты большой производительности устанавливаются в полевых оросительных системах.
Насос центробежного типа выбирается исходя из задач, которые он будет выполнять. При выборе гидроагрегата необходимо обращать внимание на технические характеристики.
Устройство подбирается по параметрам, среди которых:
В большинстве случаев характеристики выбранной КС должны быть несколько выше необходимых. Агрегат прослужит дольше, если будет работать в менее напряженном режиме.
Некоторые типы центробежных насосов не требуют подготовки перед запуском. Сюда входят глубинные (колодцы), насосы для систем отопления и другие агрегаты, корпуса которых постоянно заполнены водой. Бытовые гидроагрегаты, предназначенные для подъема воды из колодца или подачи из поливной емкости, перед включением требуют некоторой подготовки.
При пуске центрального насоса с сухой гидравлической частью разрежение во всасывающем трубопроводе не создается, и жидкость не поступает на ротор. В результате такой работы вращающиеся детали нагреваются, что приводит к выходу насоса из строя. Есть несколько решений этой проблемы.
Применяется для систем водоснабжения с неразъемно присоединенными трубопроводами. Чаще всего этот способ используют для подъема воды из колодцев. Насос устанавливается таким образом, чтобы расстояние до воды не превышало значения, указанного в описании (паспорте) устройства. На всасывающем патрубке установлен обратный клапан, препятствующий вытеканию воды. Корпус насоса вместе с трубопроводом заполняют водой, после чего включают двигатель.
Эта процедура выполняется при первом запуске. Если обратный клапан исправен, вода не будет вытекать и последующие пуски будут происходить с полным контуром. Если насос запускают редко, то трубопровод насоса устроен так, чтобы была возможность подачи воды из напорного трубопровода на всасывающий насос, т е агрегат шунтируется. Вода подается до тех пор, пока весь воздух не выйдет из контура для заполнения.
Емкости с водой используются для заполнения гидравлической части. Они располагаются над агрегатом, тогда жидкость будет поступать самотеком в насос и трубопровод. После запуска центрального насоса закройте вентиль на линии наполнения. Для подачи воды в бак на напорный патрубок насоса устанавливается патрубок с запорной арматурой. Этот процесс можно автоматизировать, поместив в резервуар поплавковый клапан, который закроется, когда резервуар будет полностью заполнен.
В некоторых случаях используются накопительные баки, которые ставятся на всасывании насоса. Подача воды в ЦТП осуществляется из нижней точки бака, а всасывающий трубопровод подключается вверху. Аккумулятор не должен иметь никакой связи с атмосферой, кроме предусмотренной проектом. Емкость бака была выбрана равной удвоенному объему полостей насоса и всасывающей трубы. При полностью закрытой системе после остановки насоса уровень в гидроаккумуляторе позволит осуществить последующее включение без заполнения бака жидкостью.
Циркуляционный насос будет работать без сбоев, если установка произведена правильно. В большинстве случаев снижение производительности и снижение давления происходит не из-за выхода из строя центрального насоса, а из-за проблем с элементами трубопровода. Поэтому перед тем, как приступить к разборке агрегата, необходимо проверить работоспособность системы.
При засорении фильтра на линии всасывания поток прекращается, что приводит к кавитации. Утечки в соединениях, чрезмерная высота всасывания, высокое гидравлическое сопротивление трубопровода отрицательно сказываются на параметрах центрального насоса.
Чаще всего неисправности возникают в части уплотнения вала насоса. Если используется сальниковое уплотнение, напорная камера должна герметизировать вал так, чтобы имелась небольшая утечка для охлаждения и смазки уплотнения. На работу торцевого уплотнения большое влияние оказывает соосное расположение валов насоса и приводного двигателя. Агрегат устроен так, что уплотнительные графитовые кольца должны находиться в одной плоскости. В противном случае будет неравномерная разработка поверхности, что приведет к увеличению протечек.
Износ гусениц или разрушение сепаратора подшипника приводит к стуку вала, увеличению нагрузки на приводной двигатель и снижению КПД центрального насоса. Без опыта и специальных инструментов не стоит разбирать насос самостоятельно. Эту работу могут выполнить профессионалы. Замена начинки обычно осуществляется самостоятельно.
Для поддержания насоса и системы в рабочем состоянии необходимо проводить периодические проверки в соответствии с инструкцией по эксплуатации.