Насосы этого типа заслуженно считаются самыми эффективными и универсальными устройствами для перекачки жидкостей. Но и они имеют свои ограничения. Для многих задач требуется ограничить диаметр насоса и при этом увеличить его производительность и напор. Эти два требования вступают в противоречие.
Ступени насоса
Конфликт между стремлениями ограничить диаметр насоса и повысить его нагнетательные возможности разрешается применением многоступенчатой схемы. Многоступенчатый насос имеет несколько рабочих колес, расположенных на одном валу в общем корпусе. Давление, создаваемое каждым из них, вносит свой вклад в суммарный напор на выходе.
Многоступенчатые насосы Pedrollo применяются везде, где необходимо получить высокую производительность перекачки жидкостей с хорошим напором. Прежде всего, это различные варианты погружных и глубинных насосов. Как правило, это устройства, предназначенные для подачи воды из колодцев и скважин. Условия эксплуатации насосов налагают отпечаток на их конструкцию и компоновку.
Насосы на все случаи
Погружные многоступенчатые насосы Pedrollo выполняются в виде вертикального цилиндра из нержавеющей стали, в котором смонтированы рабочий орган и электропривод. Такая компоновка позволяет сделать устройство компактным и удобным в использовании. Единый корпус обеспечивает герметичность электродвигателя и его эффективное охлаждение перекачиваемой жидкостью. По такой схеме изготовлены модели серий VL и VLE. Эти модели имеют 4–7 рабочих колес и могут подать воду на высоту до 105 м. Изделия серии VLE, кроме того, могут работать и без погружения, с установкой на ровную поверхность.
Модели этого типа предназначены для погружения в колодец или в скважину. В последнем случае их корпус имеет диаметр, позволяющий опустить его в трубу скважины. Кроме размеров, скважинные насосы обладают конструктивными особенностями, предохраняющими их от разрушительного воздействия песка, который несет с собой перекачиваемая вода.
Поверхностные многоступенчатые насосы Pedrollo не объединены одним корпусом с электродвигателем, но все же выполнены в виде цельного блока. Мотор здесь охлаждается потоком воздуха от собственного вентилятора.
Различают насосы с вертикальным и горизонтальным валом. Трехступенчатые агрегаты серии 2-4CP предназначены для горизонтальной установки. Прочный чугунный корпус, компактность и простота делают насосы этой серии недорогими и неприхотливыми тружениками.
Вертикальные многоступенчатые насосы Pedrollo имеют корпус из нержавеющей стали и основные силовые элементы из чугуна. Вертикальная компоновка позволяет смонтировать и подключить их на ограниченном пространстве.
Разнообразие, которое демонстрирует модельный ряд Pedrollo, не оставляет сомнений, что для любой задачи и для любого применения здесь можно найти подходящий агрегат.
Купить многоступенчатый насос
Определив модель многоступенчатого насоса в ходе консультации с нашими специалистами, Вы можете его приобрести у нас!С более подробной информацией можно ознакомиться в разделе «
Центробежные насосы являются наиболее распространенным видом насосов среди широкого спектра насосной техники, представленной в Украине. Так, более 50% рынка насосного оборудования приходится именно на центробежные насосы. Компания «Ватерпасс» предлагает центробежные насосы известных зарубежных производителей: Salvatore Robuschi, Varisco, JEC.
Секрет популярности центробежных насосов заключается в их высокой производительности, прочности и широких возможностях применения. Применяются насосы данного вида в водоснабжении и водоотводе, металлургической, нефтяной, химической, пищевой и прочих отраслях промышленности. Касательно прочности центробежных насосов следует отметить, что они рассчитаны на постоянную перекачку и их детали практически не подвержены износу - а это говорит об отсутствии необходимости частых замен частей оборудования, что позволяет не совершать значительных трат как финансовых ресурсов предприятия, так и времени на простой производства. Кроме этого, конструктивные особенности позволяют просто и быстро осуществлять обслуживание насоса. Центробежные насосы также привлекают возможностью применения в условиях повышенных требований к гигиене, сверхвысоких температур (до + 350° С) и в условиях взаимодействия с химически агрессивными веществами. Один из самых существенных аспектов привлекательности центробежных насосов на рынке насосного оборудования - это их высокая производительность. Минимальный перекачивающий объем центробежных насосов порой равен средним показателям иных видов насосного оборудования, а их максимальная производительность достигает порядка 2.5 тыс. м 3 в час.
По монтажному признаку центробежные насосы делятся на моноблочные и консольные.
Разделение насосов по монтажному принципу.
Одноступенчатые центробежные насосы широко применяются во многих сферах деятельности и предназначены для перекачки воды, суспензий, эмульсий, химически активных жидкостей, а также устанавливаются в заглубленных насосных станциях.
Одноступенчатый насос RC.
Одноступенчатый насос RD.
Одноступенчатый насос RDL.
Одноступенчатый насос RS.
Многоступенчатые центробежные насосы отличаются способностью достигать больших напоров при относительно небольших подачах. Делятся многоступенчатые насосы на секционные и спиральные. Многоступенчатый центробежный насос секционного типа перекачивает жидкость через направляющие аппараты каждой из секций последовательно из одного колеса в другое. Подача насосов этого типа достигает 850 м 3 /ч, развивая напор до 1900 м.
Многоступенчатые насосы спирального типа обладают рядом преимуществ перед секционными. Так, они характеризуются более высоким КПД, простотой сборки и разборки, уравновешенным осевым давлением, отсутствием направляющих аппаратов, что дает возможность значительного обтачивания колеса без существенного снижения КПД аппарата.
Применяются многоступенчатые центробежные насосы в отопительных системах, системах водоснабжения и кондиционирования, ГВС, для полива и при тушении пожаров, а также могут быть использованы для перекачивания агрессивных сред.
Многоступенчатый насос TS.
Выбор того или иного насоса требует определения ряда параметров и консультации квалифицированного специалиста. Тип центробежного насоса, который будет соответствовать всем запросам клиента, поможет определить консультант компании «Ватерпасс».
Огромное разнообразие насосных агрегатов используемых как в быту так и в промышленности заставляет конструкторов придумывать все более совершенные модели, увеличивая рабочие характеристики.
О том, чем Вам могут быть полезны многоступенчатые насосы для воды рассмотрим в этой статье.
Особенности конструкции
В зависимости от конструкции и количества рабочих колес насосы делятся на одноступенчатые насосы – с одним рабочим колесом и многоступенчатые – с двумя и более рабочими колесами.
Принцип работы многоступенчатого насоса не меняется: в области входа жидкости во всасывающую полость образуется область разрежения, на выходе из насоса в направляющем аппарате область нагнетания. Благодаря разности давлений центробежный насос перемещает среду по трубам.
Отличия между одноколесным и много колесными насосами в плане характеристик меняются только в плане подачи. Подача многоколесных насосов равна сумме подач каждого из колес, т.е. подача увеличивается во столько раз сколько колес смонтировано на валу.
Принцип и схема работы многоступенчатого насоса
Напор, создаваемый колесом центробежной машины, определяется произведением U*C, где U – окружная скорость движения жидкости в колесе, С – абсолютная скорость, или скорость движения жидкости относительно неподвижного корпуса.
Для достижения высокого напора в насосе с одним колесом необходимо иметь большое значение окружной скорости.
Но окружная скорость ограничена условиями прочности колес и кавитацией.
Скорость U для колес из чугуна по условиям прочности ограничена величиной 40 м/с, для стальных колес – около 300 м/с.
В специальных конструкциях транспортных нагнетателей для колес из легких сплавов высокой прочности допускают окружные скорости более 500 м/с.
В насосах, подающих воду и технические жидкости, скорость вращения, а следовательно, и напор ограничиваются условиями возникновения кавитации.
Многоступенчатый центробежный насос представляет собой ряд одноступенчатых агрегатов, рабочие колеса которых располагаются на общем валу и включены последовательно.
При последовательном включении колес напоры, создаваемые ими, складываются так, что полный напор машины равен сумме напоров отдельных ступеней.
В большинстве случаев при подаче несжимаемых жидкостей геометрические размеры всех ступеней одинаковы и поэтому полный напор такой машины равен напору одной ступени, умноженному на число ступеней машины.
Поток жидкости поступает через входную камеру 1 в рабочее колесо 2 первой ступени машины, откуда получив от лопаток рабочего колеса некоторое количество энергии, выбрасывается в направляющий аппарат 3 этой ступени.
Из второй ступени поток направляется в третью и т.д.
Обратный направляющий аппарат
Обратный направляющий аппарат является характерным элементом многоступенчатой центробежной машины.
При выходе из направляющего аппарата первой ступени поток жидкости обладает значительным значением абсолютной скорости, т.е. он закручен относительно центра машины. Если такой поток подвести к лопастям рабочего колеса второй ступени, то он получит ещё одно приращение энергии.
Если на пути между выходом из направляющего аппарата первой ступени и входом в рабочее колесо второй ступени расположить лопаточное направляющее устройство, то оно будет работать так же эффективно как и рабочее колесо первой ступени.
Назначение же обратного направляющего аппарата заключается в обеспечении оптимального закручивания потока с целью эффективной передачи энергии потоку в следующей ступени насоса.
Напоры создаваемые современными центробежными многоступенчатыми насосами достигают значения 400 метров водного столба. Имеются насосы с числом ступеней до 30.
Горизонтальный и вертикальный многоступенчатый насос
В зависимости от назначения и области применения конструкция многоступенчатого центробежного насоса может быть следующих типов.
– как видно из названия такие насосы устанавливаются вертикально. Благодаря конструкции создают очень высокий напор при умеренной подаче. Основная область применения в повседневной жизни – это обеспечения водоснабжения из скважины или колодца.
Вертикальный многоступенчатый центробежный насос используется для обслуживания скважин, кроме того такая конструкция применяется в изготовлении дренажных и фекальных насосов.
Вертикальный многоступенчатый насос погружного используются для подачи воды из скважин (скважинные насосы). В процессе эксплуатации они полностью погружены в воду. Некоторые модели даже могут размещаться в трубе, по которой происходит перемещение жидкости.
Современные конструкции многоступенчатых погружных насосов способны поднимать воду на высоту до 100 при подаче до 50 кубических метров в час.
Горизонтальные многоступенчатые насосы – отталкиваясь от названия приходим к выводу, что такой агрегат монтируется горизонтально. Такой тип конструкции также позволяет увеличить напор во столько раз, сколько у него ступеней. Все колеса горизонтального многоступенчатого насоса насажены на общий вал и образуют единый ротор.
Центробежные горизонтальные насосы применяются при оснащении насосных станций и там, где требуется большой напор при определенной техническим проектом подаче.
Секционные многоступенчатые насосы
В случае, когда центробежная машина при заданном напоре должна обеспечивать такую подачу, что размеры проточной части оказываются конструктивно неприемлемыми, применяют параллельное соединение рабочих колес.
При высоких напорах и больших подачах находят применение центробежные машины многопоточного типа со ступенями давления. Такие машины состоят из двух или четырех групп ступеней давления. Такие насосы называют секционными многоступенчатыми насосами
В каждой группе ступени включены последовательно с целью повышения напора, а группы ступеней включены параллельно. В качестве примера соединения ступеней и групп в смешанном типе центробежной машины приведена схема работы трехступенчатой двухпоточной машины с симметричным расположением ступеней и их групп.
Видео про многоступенчатые насосы
Очень большим преимуществом многоступенчатого насоса является то, что система уравновешивания осевого давления, подшипники и сальники объединяются в одном общем для всех ступеней корпусе, что придает насосу компактность, уменьшает вес и снижает стоимость.
Вертикальные многоступенчатые насосы получили своё название благодаря большому количеству ступеней нагнетания давления, а также вертикальному расположению корпуса. Они применяются там, где необходимо получить высокое давление на выходе. В частности, за рубежом они используются для водоснабжения небоскребов и прочих высотных сооружений. Они также используются для оборудования бустерных станций и крупных ирригационных систем. Могут применяться для наполнения водонапорных хранилищ, находящихся на значительной высоте.
Рис. 1 – Различные варианты реализации вертикальные многоступенчатых насосов
Эти насосы характеризуются очень высоким напором и давлением. Они очень надежны, и могут работать беспрерывно в течение длительного периода времени. Обычно ограничение температуры перекачиваемой среды составляет обычно 90-120 °С. Напор, обычно, составляет от 30 до 50 метров, а производительность от 1 до 250 кубометров в час. Корпуса изготавливаются из толстостенной нержавеющей стали, потому что необходимо выдерживать высокое давление на верхних ступенях. Этот тип насосов выгодно отличается компактными размерами и массой, что делает существенно проще транспортировку и монтаж. Вертикальное расположение корпуса позволяет устанавливать их в специально подготовленных нишах, либо в шахтах, в которых установлены трубы.
Принцип работы и устройство
Многоступенчатые вертикальные насосы приводятся в работу при помощи электрического двигателя. Как и во всех динамических лопастных насосах, энергия вращения вала передается рабочим колесам, а затем и перекачиваемой среде, которая проходит через несколько рабочих колёс, размещенных на одном валу. Корпус при этом имеет секционную конструкцию. По сути, можно сказать, что в одном корпусе работает сразу несколько насосов. Напор, создаваемый многоступенчатым насосом равен сумме напоров, создаваемых каждым рабочим колесом в отдельности. На многоступенчатые вертикальные насосы распространяется специальный отечественный стандарт - ГОСТ 10407-83. Согласно ему температура рабочей среды должна быть от 60 до 105 градусов, а также сортамент разделяется на две большие подгруппы: стандартные и высокооборотные модели. Сортамент от зарубежных производителей часто выходит за рамки этого стандарта, благодаря тому, что каждый производитель использует авторские запатентованные решения для улучшения характеристик.
Корпуса насосов этого типа состоят из определенного количества дискретных секций. Их должно быть ровно на 1 меньше, чем количество ступеней насоса, что обусловлено расположением первого колеса прямо в передней крышке. Это конструктивное решение позволяет уменьшить геометрические размеры насоса. Количество секций может быть регулируемым, и тогда напор будет уменьшаться, но при этом подаваемый объём будет неизменным. Обычно крышки насоса делают литыми, и они сопряжены с всасывающим и выпускающим патрубками соответственно. Во всасывающей секции обязательно устанавливается сальник, который снабжается гидрозатвором. Вода к нему подводится по специальной трубке, которая может быть расположена по-разному, в зависимости от модели и модификации.
Рис. 2 – Принципиальная схема устройства вертикального многоступенчатого насоса
1 – корпус двигателя , 2 – вал , 3 – корпус насоса , 4 - силовое уплотнение , 5 – импеллер , 6 – стенка камеры , 7 – внешний защитный кожух , 8 – подшипник , 9 – кольцевое уплотнение , 10 – подшипник , 11 – опоры насоса , 12 – кольцевая резиновая прокладка , 13 – нижний опорный подшипник , 14 – опорная утяжеляющая плита
Обычно количество колёс в вертикальных многоступенчатых насосах может колебаться от 2 до 10 штук. Перекачиваемая среда постепенно проходит от одного рабочего колеса к другому по специальному каналу, после чего она проходит лопасти следующей ступени. Направляющие каналы образуют так называемый направляющий аппарат. Уплотнение этой части и рабочих колёс выполняется посредством специальных колец из материала PPTE.
Основной проблемой всех многосекционных насосов считается прирост гидравлического усилия на оси. Оно возникает при так называемой приосевой подаче рабочей среды. Для того, чтобы снизить эффект от этого явления, на оси устанавливаются специальные устройства для разгрузки. Они выглядят как толстый диск, принимающий на свою плоскость часть давления. Он усилен так называемой гидравлической пятой. Для некоторых конструкций насосов, особенно для тех, что выпускаются с парой рабочих колес, характерно разнонаправленное вращение, поэтому усилие, возникающее на оси, взаимно компенсируется. Также для подавления эффекта от этого явления поверхность корпуса покрывают специальными спиральными рассеивающими каналами, существенно повышающими площадь поверхности. Обычно их изготавливают при помощи литья, а не методом нарезки.
Вертикальные многоступенчатые насосы с нормальной скоростью вращения обычно изготавливаются в секционном исполнении, а рабочие колеса находятся у осевых входов. Они могут обеспечить подачу объёма от 8 до 860 кубометров в час, а напор регулируется от 40 до 1500 метров. При этом у данного типа насосов есть определенные ограничения по высоте всасывания – не более 7 метров, и то не для всех моделей. Обычно этот показатель находится на уровне 4 метров. Насосы характеризуются высоким КПД, вплоть до 80%.
Высокооборотные модели имеют повышенную подачу, от 40 до 1000 кубометров в час, а также напор от 136 до 1980 метров. Для насосов такого типа обязательно наличие подпора на 3-6 м, и их КПД также доходит до 80%.
Рис. 3 - Нагнетающая часть вертикального многоступенчатого насоса может состоять из большого количества крыльчаток.
Особо мощный напор этих насосов позволяет использовать их там, где другие насосы не справятся. Например, для откачки воды из шахт горнорудной промышленности. Они до такой степени надежные, что бывают шахты, находящиеся в постоянном затоплении, но насосы не дают заполнить подземелье. Именно такими насосами оснащают пожарную технику, применяемую для тушения башен и прочих очень высоких зданий. Также они нашли и бытовое применение.
Основным конструктивным преимуществом многоступенчатых вертикальных насосов можно считать то, что секции можно убирать или добавлять. С одной секцией это будет обычный центробежный насос. При этом стоит отметить, что КПД таких насосов невелик, но такой подачей при таких малых габаритах не обладает ни один из типов. Разборка их также достаточно сложная.
Сфера использования
Откачивание жидкости из колодцев и шахт в горнорудной промышленности.
Могут использоваться в качестве погружного насоса для очень глубоких скважин.
Подача питьевой и технической воды на значительную высоту, в жилых домах, производственных помещениях и сооружениях. Например, при помощи такого насоса удобно заполнять водонапорную башню.
В пожарных системах для тушения пожаров на большой высоте.
Могут использоваться на станциях водоснабжения для повышения давления в трубопроводе.
Рис.4 – Вертикальный многоступенчатый насос с закрытыми крыльчатками в разрезе.
Используются в сельском хозяйстве для быстрого наполнения больших емкостей, а также для нагнетания давления. Эти насосы могут использоваться для бесперебойного водоснабжения фермы или птичника.
В промышленных системах водоснабжения на различных технологических линиях.
В установках для мойки, а также в очистных сооружениях и на станциях аэрации
В системах питания водогрейных котлов и различных отопительных систем.
Мощные системы фильтрации воды, включая обратноосмотические технологии.
Сами производители часто позиционируют свои насосы как многоцелевые.
Преимущества
Вертикальные многоступенчатые насосы имеют достаточно простую конструкцию, которая позволяет использовать широкий ассортимент материалов для улучшения качества передачи перекачиваемой среды.
Они занимают очень малую площадь, поэтому могут быть размещены в специальных обслуживаемых нишах в общей шахте вместе с трубами, что даёт дополнительную звуковую изоляцию.
Центробежные насосы могут работать едва ли не на любой скорости вращения, поэтому двигатель можно присоединять посредством прямого привода, что существенно упрощает конструкцию, а также делает насосы более компактными.
Вертикальные многоступенчатые насосы обеспечивают равномерность потока перекачиваемой среды, а также демонстрируют отличную стабильность показателей в любой момент работы.
Они могут работать практически месяцами, не выключаясь и без каких-либо последствий.
Затраты на техническое обслуживание этого типа насосов намного меньше, чем для любого другого насоса, обеспечивающего мощную подачу.
Рис.5 – Пример подключения вертикального многоступенчатого насоса для водоснабжения высотного здания.
Для этих насосов допустимо короткое время работы на холостом ходу. Обычно за это время успевают сработать аварийные системы отключения питания, либо производится ручное отключение. Насос за это время не повреждается.
Если сравнить в одном размере вертикальные многоступенчатые насосы и любой другой тип, то первые будут намного меньше в размерах при одинаковой производительности.
Недостатки
В одноступенчатом исполнении такой насос не представляет никакого интереса, потому что он развивает крайне низкое давление, а его КПД очень мал, и может не доходить до 30%.
Многоступенчатые насосы очень сложны в производстве, поэтому стоят они недешево.
Для уменьшения количества ступеней необходимо вращение на более высоких скоростях, что, в свою очередь, предъявляет высокие требования к материалам насоса.
Рис. 6 – Разрушение крыльчатки на одной из верхних ступеней из-за сухого хода
Обычно эти насосы не обладают самовсасыванием, что существенно затрудняет процесс запуска при определенных условиях.
Существует жесткое ограничение по вязкости перекачиваемой среды, так как осевые силы существенно возрастают.
Консольный центробежный насос: спиральный отвод корпуса насоса; рабочее колесо; опора корпуса; передняя крышка с всасывающим патрубком; - вал; гайка; шарикоподшибник; сальниковая набивка; - втулка сальника.
Все существующие центробежные насосы можно разделить на следующие группы: 1) по способу отвода воды: а) простые (без направляющего аппарата);
б) турбинные (с направляющим аппаратом); 2) по числу рабочих колес: а) одноступенчатые; б) многоступенчатые; 3) по подводу воды: а) с односторонним подводом; б) сдвусторонним подводом; 4) по положению вала: а) с горизонтальным валом; б) с вертикальным валом;
При вращении устройства на жидкость, находящуюся в межлопостном пространстве действует центробежная сила, результате чего из-под рабочей ступени вытекает вода. Это способствует возникновению разрежения непосредственно в центре ступени, и также повышению давления на периферии.Жидкость идет по всасывающему трубопроводу и попадает в насос через патрубок. Перемещение воды во всасывающем трубопроводе осуществляется за счет разности давления в центральной области колеса и приемном бассейне. Жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса, поступает в спиральную камеру, после чего перемещается в напорный патрубок, который соединен с напорным трубопроводом.Чем больше диаметр колеса и выше частота вращения, тем больше центробежная сила, а соответственно и напор насоса. В качестве привода для агрегата используется электродвигатель.
2. Многоступенчатые центробежные насосы. Многоступенчатые насосы предназначены для создания больших напоров. На общем валу вращающимся от двигателя жестко закреплены несколько рабочих колес,через которое поток движется последовательно.Для направления потока от выхода предыдущего ко в ходу следующего колеса в секционных насосах применяется направляющий аппарат,он состоит из 2 систем лопастей, направляющих(расположены за рабочим колесоми обратных.В других конструкциях насосов для этой цели имеются в корпусах спец каналы или доп.патрубки,что ухудшает компактность.При движении потока последовательно через рабочие колеса повышается напор,на выходе из насоса он определяется произведением напора одной ступени на число ступне.Бывают горизонтальные и вертикальные.Горизонтальные 3-х типов ЦНС
В зависимости от способа подвода жидкости к рабочим колесам :однопоточные;многопоточные.
По способу отвода жидкости из рабочего колеса: спирального (волютного);турбинного типа.
По конструкции корпуса: однокорпусного типа;секционного типа.
По количеству рабочих колес: одноступенчатые;многоступенчатые.
По степени быстроходности: низкой,средней,высокой быстроходности.
По способу привода насосы разделяются на: электроприводные,паровые (привод приводится в действие отбором пара из паровой турбины).
По расположению оси вала: горизонтальные,вертикальные,
По роду применения: шахтные, канализационные, питательные;
По роду перекачиваемой жидкости: кислотные,шламовые,землесосы,фекальные и т.д
