Как называется система питания насосов

Глава 7. Гидравлическое оборудование ССПС

На современных ССПС для приведения в действия рабочих органов (крановых и буровых установок, гидроманипуляторов, подъемных вышек и т. д.) широко применяется гидравлический привод.

Гидравлический привод получил широкое применение ввиду следующих преимуществ:

– имеет малые габариты и массу, сохраняя при этом способность передачи максимальной силы;

– плавность движения механизмов;

– простота регулировки скорости, рабочих усилий и мест остановки механизмов;

– простота управления и возможность автоматизации рабочих операций;

– надежное предохранение от перегрузок;

– использование унифицированных узлов и агрегатов.

К недостаткам гидропривода следует отнести:

– растворимость воздуха в жидкости, приводящая к нарушению работы гидросистемы;

– ухудшение работы гидросистемы при низких температурах, что заставляет применять несколько сортов масле;

– большие потери давления на трение жидкости в трубопроводах.

Гидравлическим приводом (гидроприводом) называется совокупность устройств, предназначенных для приведения в движение механизмов и машин посредством рабочей жидкости под давлением.

Типовой гидравлический привод включает следующие части:

– силовое гидравлическое оборудование: гидронасос (или насосы) и гидродвигатели (гидромоторы и гидроцилиндры).

– регулирующую и распределительную гидроаппаратуру;

– контрольно – измерительные приборы;

– гидролинии (шланги, рукава, трубопроводы).

Гидроприводы разделяются на объемные (гидростатические) и гидродинамические.

Гидродинамические передачи применяются доля передачи и изменения величины крутящего момента в трансмиссиях автодрезин, мотовозов, автомотрис, путевых машин. Их устройство и принцип работы подробно рассматриваются в главе «Гидромеханические силовые передачи».

Для приведения в действия рабочих органов мотовозов, автодрезин, автомотрис применяются объемные гидроприводы.

Входным звеном гидропривода называется устройство которое преобразует механическую энергию в энергию потока жидкости. В объемных гидроприводах ССПС в качестве входного звена применяются насосы различных типов.

Выходным звеном гидроприводы называется устройство которое преобразует энергию потока жидкости в механическую энергию. В объемных гидроприводах ССПС в качестве выходного звена использованы гидроцилиндры или гидромоторы.

Объемные гидроприводы подразделяются на открытые, закрытые и комбинированные.

На ССПС чаще используются открытые гидроприводы. На рис. 7.1. показана схема простейшего гидропривода с открытой системой циркуляции жидкости.

рис. 7.1. Схема гидропривода с открытой системой циркуляции жидкости:

Н – насос; Ф – фильтр; КП – клапан предохранительный; Р – распределитель; М – гидромотор

В гидроприводе с открытой системой циркуляции жидкости насос Н засасывает из резервуара рабочую жидкость и подает через фильтр Ф, распределитель Р в гидроцилиндр или гидромотор (по схеме гидромотор). При возникновении давлений, превышающих расчетные, срабатывает предохранительный клапан КП и жидкость сбрасывается в резервуар (бак).

Полностью закрытая схема гидропривода на ССПС не применяется, однако в последнее время на ряде ССПС (МПТ-6, АДМ-1.5) начали применяться гидроприводы созданные по комбинированной схеме. Комбинированная схема представляет собой разновидность закрытой схемы гидропривода, в которой предусмотрена возможность восполнения неизбежных утечек рабочей жидкости. На рис. 7.2 изображена схема гидропривода с комбинированной системой циркуляции жидкости.

рис. 7.2. Схема гидропривода с закрытой и комбинированной системами циркуляции жидкости:

Н1, Н2 – насосы; КП1, КП2, КП3 – клапаны предохранительные; КО1, КО2, КО3, КО4 – клапаны обратные; Ф1,Ф2,Ф3 – фильтры; М – гидромотор

При закрытой системе (см. рис.2) насос Н1 и гидромотор М включены в кольцевую магистральную линию, в которой жидкость может циркулировать в любом направлении, проходя фильтры Ф1 и Ф2. Отработавшая в гидромоторе жидкость, минуя бак, поступает в насос. Для компенсации утечек служит подпиточный насос Н2 с предохранительным клапаном КП3 и фильтром Ф3. Так как оба полукольца могут быть и всасывающей и напорной линией, то в системе подпитки предусмотрены два обратных клапана КО1 и КО2. Систему от больших давлений защищают предохранительные клапаны КП1 и КП2.

Открытая система проста, обеспечивает хорошие условия для охлаждения и отстоя жидкости. Однако она имеет большие габариты и в ней возможна кавитация, что означает местное выделение из жидкости в зонах пониженного давления паров и газов (вскипание жидкости) с последующим разрушением их при попадании в зону повышенного давления. Это разрушение пузырьков сопровождается местными гидравлическими микроударами большой частоты и высокого уровня ударных давлений, что нарушает нормальный режим работы гидросистемы, а в отдельных случаях может вызвать разрушение ее агрегатов.

У закрытой системы давление при всасывании больше атмосферного, что исключает кавитацию и позволяет использовать более скоростные, а следовательно, малогабаритные насосы. Исключено попадание воздуха в систему. Однако, закрытая система более сложна, в ней хуже охлаждается жидкость.

Часто используются комбинации систем открытой и закрытой (комбинированная система). В такой системе часть отработавшей в гидродвигателе жидкости, сливается в резервуар, а другая часть, вмесите с жидкостью, подаваемой подпиточным насосом, поступает в основной насос. На рис. 7.2. показано подключение к закрытой системе узла, обеспечивающего слив в бак части отработавшей жидкости. Кольцевая система замыкается двумя механически связанными обратными клапанами КО3, КО4. Один из них всегда закрыт (на линии низкого давлении), а другой – всегда открыт (на линии высокого давления). К обоим обратным клапанам подключен подпорный клапан КП4, который поддерживает необходимое давление в линии всасывания основного насоса.

Как называется система питания насосов

Одним из основных составляющих системы питания дизельной силовой установки является насос, обеспечивающий подачу топлива под высоким давлением на форсунки. Полное название – топливный насос высокого давления (аббревиатура – ТНВД). Помимо дизельных моторов такой насос применяется и в бензиновых агрегатах с инжекторной системой, у которой подача бензина осуществляется непосредственно в цилиндры.

Этот узел системы питания имеет достаточно сложную конструкцию, поскольку в его задачу входит не только нагнетание дизтоплива, но еще и подача его на форсунки в строго определенные моменты. В общем, от его работы напрямую зависит функционирование силовой установки.

Виды ТНВД

Существует несколько типов дизельных топливных систем, имеющих разные конструктивные особенности. Это в свою очередь влияет на устройство ТНВД. Так, на дизелях могут использоваться насосы:

Несмотря на отличия в конструкции, во всех используется один и тот же основной рабочий узел – плунжерная пара. Именно она обеспечивает нагнетание давления.

Основной рабочий узел

Состоит эта пара из двух частей – поршня (он же плунжер) и гильзы (втулки). Поскольку в узле создается высокое давление, то утечки между составными элементами не допускаются. Поэтому рабочие поверхности поршня и гильзы имеют высокую степень обработки, поэтому не редко пару называют прецизионной.

Суть работы пары построена на возвратно-поступательном перемещении плунжера внутри втулки. При этом посредством каналов или клапанов обеспечивается попадание топлива в надплунжерную полость и отвод его после сжатия.

Работает все так: при перемещении поршня вниз открывается канал или клапан подачи (зависит от устройства ТНВД), и топливо закачивается в полость. При передвижении вверх подача прекращается (канал или клапан закрывается) и плунжер начинает сжимать дизтопливо. При достижении определенного значения давления открывается нагнетательный клапан и дизтопливо (уже находящееся в сжатом состоянии) выходит в магистраль, ведущую к форсункам.

В общем, работа самой плунжерной пары очень проста, но существует множество нюансов и особенностей, в том числе и конструктивных, которые влияют на функционирование этого узла. Поэтому принцип работы ТНВД следует рассматривать отдельно по каждому из указанных видов.

Особенности конструкции и принцип функционирования рядного ТНВД

Рядный вид является «родоначальником» насосов высокого давления, поскольку именно эти ТНВД использовались на первых дизельных установках и применение он, хоть уже и ограниченное, находит и сейчас.

Особенность его заключается в том, что для каждой форсунки предусмотрена своя топливная секция (с одной рабочей парой). Все секции размещены в ряд, отсюда и название типа ТНВД. Разновидностью его является V-образный насос, у которого секции располагаются в два ряда. Также стоит отметить, что он полностью механический, и только в последних модификациях стали использовать электромеханические регуляторы момента подачи топлива.

В нем плунжеры приводятся в действие от кулачкового вала, который получает вращение посредством привода от коленвала. При этом кулачки воздействуют на поршни секции не напрямую, а через роликовые толкатели. Возвратное передвижение плунжера обеспечивается пружиной.

Интересно в этом типе ТНВД организована регулировка количества топлива, подающегося на форсунки после сжатия. Для этого в гильзе проделано два отверстия – впускное и выпускное, причем первое находится ниже второго. Также на рабочей поверхности поршня сделана винтовая проточка. За счет проворота гильзы относительно плунжера и удается регулировать порции топлива.

А работает все так: при движении вверх, поршень перекрывает оба отверстия, и начинается сжатие топлива. Но при поднятии до определенного уровня, проточка на поршне соединяется со сливным отверстием, из-за чего давление падает, поскольку топливо начинает стекать по проточке, и нагнетательный клапан закрывается, прекращая его закачку в магистраль. За счет изменения расположения сливного отверстия относительно плунжера можно регулировать уровень совпадения его с проточкой.

К примеру, при работе мотора под нагрузкой необходимо обеспечить подачу большего количества топлива. Для этого втулка поворачивается так, чтобы отверстие с проточкой совпало как можно позже, тем самым порция дизтоплива, которая пройдет через нагнетательный клапан, будет увеличена.

Для проворота втулки используется рейка, которая имеет постоянное зацепление с зубчатым сектором, установленным на внешней поверхности гильзы. Причем эта рейка воздействует на все топливные секции одновременно, что обеспечивает синхронность регулирования дозировки.

Как уже отмечено, ТНВД помимо сжатия обеспечивает еще и соблюдение момента впрыска. Причем в рядном типе это организовано очень просто – плунжерная пара срабатывает точно на конце такта сжатия. Но здесь имеется очень важный момент – чем крупнее порция впрыскиваемого топлива, тем больше времени нужно, чтобы его подать. То есть, при работе мотора под нагрузкой, впрыск должен начаться раньше.

И это обеспечивает регулятор опережения момента впрыска. В полностью механическом насосе в его качестве выступает центробежная муфта, установленная на кулачковом валу насоса.

В конструкцию этой муфты входят подпружиненные грузики, которые за счет центробежной силы могут расходиться, преодолевая усилие пружин. Это расхождение приводит к тому, что кулачковый вал меняет угол (проворачивается) относительно своего привода. То есть, чем выше скорость вращения этого вала, тем на больший угол грузики его провернут. В результате кулачок будет раньше набегать на толкатель плунжера и момент начала впрыска изменяется.

Также в конструкции используется электромеханический регулятор момента подачи топлива. В такой конструкции электроника посредством датчиков отслеживает параметры работы силовой установки и на их основе через исполнительные механизмы управляет углом начала подачи дизтоплива.

Механический регулятор момента подачи топлива

Насосы рядного типа отличаются высокой надежностью и неприхотливостью к качеству топлива. Но из-за ряда недостатков, среди которых значительные габаритные размеры и сравнительно медлительное реагирование на изменение режимов работы мотора, использование этого вида ТНВД сейчас ограничено. Он пока еще применяется на тяжелой технике, что же касается автомобильного транспорта, то его вытеснили другие типы насосов.

Распределительный тип ТНВД

Следующим этапом в развитии дизельных систем питания стало использование насосов распределительного типа.

Особенность этого вида ТНВД заключается том, что в конструкции используется только одна топливная секция, которая обеспечивает подачу на все форсунки. Примечательно, что секция только одна, но в ней может использоваться разное количество плунжерных пар – от 1 до 4.

Существует несколько типов распределительных ТНВД, отличающихся между собой по особенностям работы прецизионных пар и их приводом. В целом, все насосы этого типа делятся на:

• торцевые;
• роторные;
• с внешним приводом (кулачковым).

Отметим, что последний тип из-за низких показателей надежности особого распространения не получил.

Торцевой тип

Насосы с этим приводом – достаточно распространенный вариант и выпускаются они многими именитыми производителями топливной аппаратуры для дизелей.

Топливный насос высокого давления

Устройство топливного насоса высокого давления с этим видом привода подразумевает наличие только одной прецизионной пары, которая одновременно выполняет и роль распределителя – направляет сжатое топливо к требуемой форсунке.

Особенность работы заключается в том, что поршень выполняет не только возвратно-поступательное перемещение, он еще при этом и вращается. Чтобы обеспечить одновременное выполнение нескольких движений, в конструкции используется специальная кулачковая шайба с закрепленными на ней роликами.

Суть работы очень проста – эта шайба за счет воздействия пружин находится поджатой к неподвижному кольцу (упирается в него роликами). В кольце проделаны выемки под ролики. При вращении ролики периодически попадают в имеющиеся выемки, что приводит к возвратно-поступательному движению самой шайбы, которая связана с плунжером, при этом она его сразу же и вращает.

Схема питания дизельного двигателя

При ходе поршня внутри втулки происходит сжатие дизтоплива, а его вращение обеспечивает открытие того или иного канала, по которому топливо под давлением движется к требуемой форсунке.

Процесс работы плунжера ТНВД

Это была описана только работа топливной секции. Но в конструкцию этого насоса входит еще ряд дополнительных элементов:

• топливоподкачивающий насос (роторно-лопастной);
• регулятор опережения момента подачи;
• дозирующее устройство (механическое или электромагнитное);

Если рассматривать все эти дополнительные устройства, то принцип их работы – не сложен.

Подкачивающий насос располагается на валу ТНВД и представляет он собой ротор, с установленными в нем роликами. Вращается этот ротор в статоре, на внутренней поверхности которого проделаны специальные пазы.

Главный рабочий механизм ТНВД

В качестве регулятора опережения впрыска выступает неподвижное кольцо (к которому поджата шайба с роликами). Проворачивая ее вокруг оси можно менять угол проворота вала, при котором срабатывает рабочая пара. В движение это кольцо приводится исполнительными механизмами электронного блока управления ТНВД.

Дозировка топлива механическим регулятором выполняется за счет срабатывания специальной муфты. В электромагнитном типе роль дозатора выполняет специальный запорный клапан, который по сигналу от блока управления перекрывает подачу топлива в магистраль.

Роторный тип

Еще один ТНВД распределительного вида, получивший неплохое распространение, имеет так называемый роторный привод (он же – внутренний кулачковый). В этом насосе тоже имеется только одна топливная секция, в которой может использоваться 2, 3 или 4 плунжерные пары.

Пары в этом типе насоса расположены радиально. Плунжеры при этом совершая поступательное перемещение, двигаются навстречу друг другу. Надплунжерные пространства объединены в единую полость – камеру высокого давления. Втулки в плунжерных парах, как таковые – отсутствуют. Их роль выполняют отверстия в валу-распределителе насоса.

В целом, конструкция топливной секции включает кулачковую шайбу, с проделанными пазами на внутренней поверхности. Внутри этой шайбы размещен вал-распределитель с установленными в нем плунжерами. В движение поршни приводятся через специальные роликовые башмаки, ролики которых постоянно контактируют с рабочей поверхностью шайбы.

Кулачковый двухплунжерный ТНВД

Суть работы секции такова: при вращении вала, башмаки повторяют форму поверхности шайбы. Попадание на выступ поверхности приводит к вдавливанию башмаков внутрь вала, при этом они толкают плунжеры (происходит поступательное движение). Попавшее ранее в камеру высокого давления топливо сжимается и подается на распределитель, где и перенаправляется на требуемые форсунки.

Но это только принцип работы топливной секции. В конструкцию ТНВД помимо нее входят топливоподкачивающий насос (роторного типа), регуляторы дозировки и момента впрыска, электронный блок управления, который регулирует работу насоса в зависимости от режима работы силового агрегата.

Насосы распределительного типа отличаются компактными размерами и достаточно высоким создаваемым давлением. Но есть и недостатки, главным из которых является короткий срок службы плунжерных пар.

ТНВД системы Common Rail

Несколько иной тип насосов высокого давления применяется в топливной системе Common Rail. На конструкции ТНВД здесь сказываются особенности работы самой системы.

Одноплунжерный ТНВД Common Rail

В этой системе впрыск контролируется и управляется ЭБУ, поэтому дозировка и момент впрыска топлива в задачу насоса не входят. У него только одна функция – нагнетать топливо в рампу (аккумулятор).

Поэтому конструкция ТНВД сильно упрощена. По сути, насос состоит только из вала, плунжерных пар (от 1 до 3) и клапанов – впускных и нагнетательных. Регуляторы здесь отсутствуют за ненадобностью.

Двухплунжерный насос высокого давления

Здесь все просто – вал вращается от привода и плунжеры постоянно нагнетают топливо в рампу. Это и все, что требуется от ТНВД.

Насосы низкого давления (топливоподкачивающие)

Выше рассматривались ситуации, когда топливо уже находится в ТНВД. Но к нему оно еще должно поступить, причем пройдя несколько этапов очистки. И это выполняет топливный насос низкого давления (топливоподкачивающий).

Они бывают как внешними, так и внутренними, механическими или электрическими.

В топливных системах с рядными ТНВД обычно используются внешние механические подкачивающие насосы поршневого типа. Привод его осуществлялся от эксцентрика вала насоса высокого давления.

Механический топливоподкачивающий насос

Конструктивно он очень прост. Внутри его корпуса имеется поршень со штоком, контактирующим с эксцентриком и двумя клапанами – впускным и выпускным.

При движении поршня вниз, топливо за счет разрежения через впускной клапан закачивалось в надпоршневое пространство. Движение же его вверх сопровождается закрытием впускного клапана и открытием выпускного, через который поршень выдавливает дизтопливо далее – к фильтру тонкой очистки.

Поскольку его производительность больше, чем требуется для работы мотора, конструктивно предусмотрен сброс излишков обратно в бак.

В ТНВД распределительного типа уже используется внутренний механический подкачивающий насос роторного типа.

Нередко вместо механических узлов используются электрические, которые могут устанавливаться на корпусе ТНВД, в магистралях низкого давления или же непосредственно в баке. Они зачастую используются и в системе безопасности, которая при аварии подает сигнал на его отключение для прекращения подачи топлива в магистрали.

Электрический топливный насос

Принципиальных изменений в конструкции ТНВД давно уже не было, автопроизводители используют проверенные временем механизмы лишь дорабатывая отдельные детали и системы управления.

Насосы, их классификация, устройство и назначение

Насос — это гидравлическая машина, которая преобразует различные формы энергии в энергию потока жидкости. В этой статье мы подробно расскажем о различных типах насосов, их классификации, принципах работы и наиболее популярных вопросах.

Классификация насосов

Сегодня существует более 3 000 различных типов насосов. Они различаются по конструкции и назначению и подходят для разных областей применения. Все это разнообразие можно разделить на две основные категории: динамические насосы и объемные насосы.

Насосы объемного типа — это устройства, в которых удаление веществ происходит за счет непрерывного изменения объема камеры, в которой попеременно перекрываются входные и выходные отверстия. Они, в свою очередь, подразделяются на:

• мембранные;
• роторные;
• поршневые.

Динамические модели — это устройства, в которых вода движется вместе с камерой под гидродинамическим воздействием и имеет постоянную связь с входом и выходом насоса. Динамические насосы могут быть струйными или лопастными, последние подразделяются на центробежные, осевые и вихревые.

Типы и классификация этих насосов описаны ниже.

Роторные устройства

Вращающееся устройство открывает вид на насос. Основное отличие заключается в отсутствии клапанов. Другими словами, роторный насос движется, выталкивая воду. Этот процесс выполняет специальный рабочий элемент — ротор. Работает следующим образом: вода поступает в камеру ротора. Движение ротора по стенкам роторной камеры приводит к изменению объема, и вода выбрасывается в соответствии с законами физики.

Преимущества роторных насосов:

• Высокая эффективность.
• Самовсасывающая вода.
• Возможность возврата воды.
• Способны перекачивать вещества любой вязкости и температуры.
• Низкий уровень шума.
• Никаких вибраций.

Недостатком является то, что перекачиваемая жидкость должна быть чистой (без твердых частиц). Кроме того, сложная конструкция требует дорогостоящего обслуживания.

Поскольку они могут работать с агрессивными и вязкими средами, роторные насосы используются в химической, нефтяной, пищевой и морской промышленности. Подвид роторного насоса — прогрессивный кавитационный насос — широко используется в нефтедобыче. Они также применяются в гражданском строительстве, где используются для поддержания давления в системах отопления без необходимости смазки или охлаждения.

Поршневые модели

Работа поршневого насоса основана на механическом вытеснении воды. Это один из самых старых типов насосов, но в своей современной форме он гораздо более совершенен, чем раньше. В частности, эти насосы имеют эргономичный прочный корпус, усовершенствованную элементную базу и гибкие варианты трубопроводов. Благодаря этому они широко используются в промышленности и быту.

Насос представляет собой полый металлический цилиндр, который, по сути, является корпусом — в нем движется жидкость. Физически он приводится в движение поршнем плунжерного типа, и его работа может быть похожа на работу гидравлического пресса. Работа устройства основана на возвратно-поступательном движении. Движение вверх (поступательное движение) создает вакуум в камере, позволяя всасывать воду. Вода поступает в камеру через входное отверстие с клапаном, который открывается в этот момент. При возвратном движении этот клапан возвращается на свое седло и открывается заслонка выпускного отверстия. В результате поршень выдавливает воду. Наиболее распространенные шприцы работают практически по одному и тому же принципу.

У этой операции есть один недостаток — жидкость выходит неравномерно. Чтобы устранить это, используется одновременно несколько поршней, движущихся через равные промежутки времени, что обеспечивает равномерный поток.

Существуют поршневые насосы двойного действия. Здесь клапаны расположены по обе стороны, и вода проходит через весь цилиндр несколько раз. Это означает, что поршень перемещается по рабочему пространству и выталкивает часть воды из насоса. Это уменьшает пульсации в трубопроводе. Недостатком двойного типа является то, что он более сложный и, следовательно, менее надежный.

Основным преимуществом поршневых насосов является их простота и надежность, а основным недостатком — небольшая производительность. Вообще говоря, этот тип насоса можно сделать более эффективным, но в этом нет смысла, поскольку другие типы насосов могут обеспечить большую производительность при меньших затратах.

Области применения этого типа насосного оборудования весьма разнообразны. Они могут работать не только в воде, но и в агрессивных химических средах и взрывоопасных смесях. Поскольку эти устройства не могут перекачивать большие объемы жидкости, они не используются для решения крупных задач. Тем не менее, эти насосы часто встречаются в химической промышленности. Их также можно использовать для создания отдельной системы водоснабжения домов или для орошения. Еще одно место, где эти устройства оказались успешными, — пищевая промышленность. Это связано с тем, что поршневые модели чувствительны к веществам, которые проходят через них.

Мембранные устройства

Мембранные насосы — относительно новый тип оборудования для перекачки жидкостей и других веществ. Этот тип оборудования способен работать с газообразными средами и делает это с помощью специальной мембраны или диафрагмы. Он совершает возвратно-поступательное движение и изменяет объем рабочей камеры с заданной периодичностью.

• мембраны.
• рабочей камеры.
• штока, соединяющего мембрану с валом привода.
• кривошипно-шатунный механизм.
• клапан для предотвращения обратного потока вещества.
• впускные и выпускные отверстия.

Эти насосы могут быть оснащены одной или двумя рабочими камерами. Более распространены однокамерные аппараты, а двухкамерные используются там, где требуется более высокая производительность.

При запуске плунжер перемещает мембрану, увеличивая объем камеры и создавая в ней эффект вакуума. Это явление обеспечивает всасывание перекачиваемой среды. Когда камера заполняется, шток поршня возвращается в исходное положение, объем резко уменьшается, и жидкость вытекает через выпускное отверстие. Чтобы предотвратить обратный поток жидкости или газа во время процесса возврата, вход автоматически закрывается специальным клапаном.

Существуют некоторые модели с двумя клапанами, расположенными параллельно друг другу. Здесь процесс аналогичен, но с двумя камерами, из которых при каждом движении вода вытекает из одной камеры и поступает в другую. Такое устройство считается более эффективным.

Преимущества мембранных насосов:

• Может работать с любыми носителями.
• Небольшой размер.
• Бесшумная работа.
• Отсутствие вибрации.
• Простая и надежная конструкция.
• Экономичность с точки зрения потребления энергии.
• Поддерживается высокая чистота перекачиваемой среды.
• Низкая стоимость владения.
• Длительный срок службы.
• Они не требуют специального или частого обслуживания и смазки.
• Поврежденные детали могут быть заменены необученным персоналом.
• Обладают высокой универсальностью.

При таком обилии преимуществ нет существенных недостатков.

Мембранные насосы широко используются в медицинской и фармацевтической промышленности, на фермах (доильные аппараты). Они используются в производстве продуктов питания, в атомной промышленности. Они используются при изготовлении дозирующих насосов для производства красок и лаков, в полиграфической промышленности и в различных местах, где требуется работа с токсичными и опасными веществами. С последними можно работать безопасно, поскольку мембранные насосы обладают высокой степенью герметичности.

Струйные насосы

Реактивные модели являются простейшими устройствами. Они были разработаны в 19 веке для откачки воды или воздуха из медицинских пробирок, а позже также для добычи полезных ископаемых. Сегодня спектр применения еще шире.

Конструкция струйного насоса очень проста, поэтому он практически не требует технического обслуживания. Он состоит из четырех частей: всасывающей камеры, сопла, диффузора и смесительного бака. Вся работа устройства основана на передаче кинетической энергии, механические силы не используются. Струйный насос имеет вакуумную камеру, в которую засасывается вода. Затем он проходит через специальную трубку с насадкой на конце. Уменьшая диаметр, скорость потока увеличивается, и он попадает в диффузор, а оттуда в камеру смешивания. Здесь вода смешивается с функциональной жидкостью, тем самым снижая скорость, но сохраняя напор.

Струйные насосы могут быть нескольких типов: эжекторы, шприцы, подъемники.

1. Эжектор только перекачивает вещества. Он работает на воде.
2. Насосы инжекторов работают за счет перекачки масла. Они используются для откачки паров.
3. Лифтовые насосы используются для снижения температуры среды, что достигается путем смешивания с функциональной жидкостью.

Поэтому эжекторные насосы используются для воды, пара или газов. Они также могут служить для смешивания различных веществ или подъема жидкостей (функция аэролифта).

Насосы этого типа распространены во всех областях промышленности. Их можно использовать самостоятельно или в сочетании с чем-то другим. Их простота позволяет использовать их в аварийных ситуациях для остановки водоснабжения и пожаротушения. Они также популярны в системах кондиционирования воздуха и канализации. Многие модели струйных аппаратов продаются с различными насадками.

• Надежность.
• Нет необходимости в постоянном обслуживании.
• Простота в обслуживании.
• Широкий спектр применения.

Минус: Низкая эффективность (не более 30%).

Центробежные насосы

Основным рабочим элементом машины этого типа является диск, на котором закреплены ножи. Лопасти наклонены в направлении, противоположном направлению движения. Крыльчатка закреплена на валу и приводится в движение электродвигателем. В конструкции можно использовать одно или два колеса. Во втором случае лопасти соединены друг с другом.

Принцип работы центробежного насоса основан на том, что вода поступает в рабочую камеру через входной патрубок. Среда, захваченная вращающимися лопастями, начинает двигаться вместе с ними. Центробежная сила перемещает воду от центра колеса к стенкам камеры, где создается более высокое давление. В результате вода выбрасывается через выпускное отверстие. Поскольку вода постоянно движется, этот тип насоса не создает пульсаций в системе водоснабжения.

Центробежные насосы используются в бытовых целях и могут выполнять различные задачи. Они часто используются для добычи воды из колодца или скважины. Воду, добытую таким образом, можно использовать для бытового водоснабжения, а также для орошения садов. Центробежные насосы можно использовать для циркуляции теплой воды в целях отопления — центробежные насосы не пульсируют и поэтому не перекачивают воздух. Различные типы насосов могут использоваться для откачки воды из подвалов или бассейнов, для отвода экскрементов и в качестве дренажного насоса.

Стоит отметить, что простые центробежные насосы предназначены для чистой воды без твердых частиц. Различные подвиды также позволяют работать в загрязненной среде.

Осевые модели

В данном типе оборудования полностью отсутствует центробежная сила, весь процесс происходит за счет передачи кинетической энергии. В камере с изогнутой рабочей камерой лезвие находится на одной оси. Он располагается в направлении потока. Вода движется через камеру, а вал увеличивает ее скорость и напор. Благодаря такой конструкции, требования к их производству довольно жесткие. Эти насосы чаще всего используются в качестве балластных и управляющих систем для судов, плавучих доков и подобных установок.

Они используются для перекачки пресной и соленой воды. Они используются для слива, подачи и очистки воды. Насосы осевого потока могут быть очень компактными и устанавливаться внутри труб для передачи воды.

Вихревые насосы

Вихревые насосы по своей конструкции похожи на центробежные, но подача воды происходит по касательной к периферии насоса, откуда она под давлением и движением лопастей пропеллера поступает к центру колеса. Основное отличие заключается в том, что вода всасывается и высасывается много раз за один оборот крыльчатки.

Такая конструкция позволяет увеличить напор до семи раз даже при небольшом количестве воды — это принципиальное отличие вихревого насоса от центробежного. Как и центробежные насосы, эти модели не переносят твердых частиц в воде и не могут работать с вязкими жидкостями. Тем не менее, они могут работать с бензином, различными жидкостями, содержащими газ или воздух, и агрессивными веществами. Их недостатком является низкая эффективность.

Эти насосы имеют множество назначений и применений, но хорошо подходят для небольших объемов, но с высоким давлением на выходе. По сравнению с центробежными насосами они тише, меньше и дешевле.

Классификация по типу питания

Все насосы приводятся в действие электричеством, иногда маслом. Последние обязательно оснащаются двигателями внутреннего сгорания. В качестве топлива используется либо смесь бензина и масла, либо дизельное топливо.

Бензиновые модели стоят дешевле и работают тише. Дизельные агрегаты работают на дизельном топливе. Они дороже, но топливо дешевле. Они также более шумные.

Насосы, работающие на жидком топливе, также известны как насосы с приводом от двигателя. Их главное преимущество заключается в том, что они просты в использовании и перемещении, что означает, что их можно использовать в любом месте, если нет электричества.

Электрические модели используют для работы переменный ток. Владельцу такого насоса не нужно беспокоиться о поставках топлива, но ему приходится заботиться о постоянной подаче электроэнергии, что не всегда удобно.

Классификация по качеству жидкости

Различные типы насосов предъявляют разные требования к чистоте воды. Все устройства можно разделить на три типа:

1. Для чистой воды. Содержание твердых частиц не должно превышать 150 грамм на кубический метр. Сюда входят поверхностные насосы, а также колодезные и скважинные насосы.
2. Для умеренно грязной воды. Для нерастворимых твердых частиц от 150 до 200 грамм на кубический метр. Дренажные, циркуляционные и самовсасывающие модели. Существуют также некоторые модели фонтанов.
3. Для грязной воды. Содержание твердых частиц от 200 грамм на кубический метр. Модели дренажа и поверхностного водоотвода.

Классификация по месту расположения

Все насосы также можно разделить на погружные и внешние (более известные как поверхностные). Первый тип находится непосредственно или частично в воде. Модели, которые погружаются не полностью, называются полупогружными.

Стоит отметить, что существует несколько типов погружных насосов:

1. Вибрационные насосы, работа которых основана на электромагнитных полях и вибрации специальных механизмов, эти типы насосов требуют определенных правил установки. В частности, существуют строго определенные расстояния до дна.
2. Центробежные насосы, как описано выше.

Все погружные насосы могут иметь двигатель, уже встроенный в корпус, что означает, что он погружен в воду. В некоторых моделях он расположен на поверхности.

Внешний насос устанавливается непосредственно рядом с водоемом. В этом случае насосный механизм выполняет свою работу через специальный шланг. Чем дальше насос находится от воды, тем мощнее он должен быть.

Поверхностные насосы особенно подходят для дач и загородных домов. Они экономичны и имеют небольшие размеры, что делает их популярными для домашнего использования. Они могут быть оснащены автоматическим устройством, что делает их полностью автономными.

Совет! С помощью удаленных струй можно добывать воду с внушительной глубины.

Погружные насосы

Погружные насосы подразделяются, в частности, на следующие категории:

• Скважинные.
• Колодезные.
• Дренажные.
• Фекальные.

Скважинные насосы имеют изящную форму и используются для забора воды из скважин. Компактный размер позволяет опускать его в скважины малого диаметра, но возможно извлечение с очень большой глубины. Они характеризуются высокой рабочей мощностью. Только для слегка загрязненной или абсолютно чистой воды.

Скважинные насосы используются для откачки воды из шахт и колодцев. Основное отличие от колодцев заключается в их большем размере и меньшей глубине. Они достаточно мощные, чтобы справиться с водой, содержащей ил, песок или глину. Достаточно тихий и без вибрации.

Их основное применение — откачка грязной воды из подвалов, траншей, ям и других мест. Насосы могут быть оснащены измельчающими ножами и также подходят для перекачки слегка загрязненного материала.

Дренажные насосы мало чем отличаются от дренажных, за исключением того, что они используются для сильно загрязненной воды, содержащей большое количество твердых частиц (около 35 мм в диаметре) и имеют измельчающий нож. Эти насосы могут быть как погружными, так и внешними.

Поверхностные насосы

Основное отличие от поверхностных насосов заключается в том, что они располагаются близко к воде. Их можно разделить на несколько типов:

• Самовсасывание.
• Автоматические.
• Насосные станции.

Самовсасывающие насосы бывают двух видов: безэжекторные и эжекторные. В первом случае вода всасывается самим зданием, во втором — путем создания вакуума в камере. Они используются для орошения, транспортировки питьевой воды или для бытовых нужд, а также для забора воды из поверхностных водоемов (рек, прудов). Вода должна быть чистой или слегка загрязненной.

Автоматические насосы оснащены автоматическими функциями, которые упрощают их использование. Насос не требует надзора. Насосы с автоматическими устройствами приводятся в действие с помощью электричества. Автоматический блок может быть установлен непосредственно в модели или как отдельная система. Основной целью является оптимизация использования, а также обеспечение безопасности. Например, он перестанет работать, если водоем станет слишком мелким, повысится температура перекачиваемой среды или упадет напряжение питания.

Силовая установка состоит из самого насоса, обратного клапана, системы управления и аккумулятора. Это устройство имеет резиновую сферу, установленную внутри металлического корпуса. Вода закачивается в сферу, а воздух закачивается вокруг сферы. Специальный датчик реагирует на изменение давления окружающей среды, которое происходит при заполнении насоса водой. Когда давление достигает максимума, датчик прекращает подачу воды.

30 видов насосов. Типы насосов. Устройство и работа насоса

Время чтения: 24 минуты

В данной статье мы собрали без преувеличения, самый большой список видов насосов. Мы понимаем, что текстовая информация не всегда легко воспринимается, особенно, когда речь идет о таких вещах, как промышленные насосы. Именно поэтому мы постарались подобрать информативные картинки и видео, чтобы убрать любую возможную недосказанность.

Мембранные (диафрагменные) насосы

Фото: принцип работы мембранного (диафрагменного)

Мембранные (диафрагменные) насосы относятся к типу объемного насосного оборудования. Это означает, что перекачка среды таким насосом производится за счет изменения объема рабочей камеры. За цикличность таких изменений в мембранном агрегате отвечает эластичная диафрагма, расположенная на внутренней стенке камеры.

Принцип работы мембранного насоса основан на изменении внутреннего объема камеры за счет движения диафрагмы (эластичной мембраны). Когда мембрана выгибается в противоположную от камеры сторону, объем камеры становится больше. Вследствие этого процесса внутри формируется область пониженного давления. Насос всасывает внутрь порцию перекачиваемой среды. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем камеры. Это приводит к выталкиванию среды наружу с противоположной стороны.

Работу мембранного насоса обеспечивают также два клапана – впускной и выпускной. Они функционируют одновременно, но зеркально друг другу:

— в процессе всасывания перекачиваемой среды впускной клапан открывается, что позволяет жидкости попасть внутрь рабочей камеры, а выпускной остается закрытым (это позволяет сохранить низкое давление внутри мембранного насоса);

— в процессе выталкивания открывается выпускной клапан, а впускной в этот момент закрывается.

Такая работа клапанов исключает риск возврата перекачиваемой жидкости.

Пневматические насосы

Фото: принцип работы пневматического на примере винтового

Основное преимущество пневматических агрегатов состоит в их высоком КПД. Использование такого оборудования позволяет осуществлять перекачку разных типов жидкостей, включая агрессивные химические среды. Отдельные типы пневматических агрегатов могут использоваться для транспортировки горячих жидкостей, масел и жиров, ЛКМ, различных смазок, нефтепродуктов и не только.

Пневматические насосы нашли свое применение в сельском хозяйстве, горнодобывающей и нефтяной отраслях, в медицине, в косметологии, производстве ЛКМ и пр. Техника, изготовленная из износостойких материалов способна прослужить долгое время даже в случае ее эксплуатации в условиях повышенной сложности.

Принцип работы этого оборудования заключается в использовании для перекачки различных сред сжатого воздуха, создающего в рабочей камере агрегата попеременно область высокого и низкого давления. Складываются такие насосы из двух камер, в которых показатели давления имеют разное значение. Из-за этой разницы между камерами постоянно движется воздух, с помощью которого и перекачивается среда.

На данный момент в промышленности используются несколько видов пневматических насосов:

• винтовые;
• бочковые;
• мембранные;
• поршневые.

С их помощью может осуществляться перекачка не только жидкостей, но и сыпучих веществ, а также сред с твердыми включениями.

Перистальтические (шланговые) насосы

Фото: принцип работы перистальтического (шлангового)

Перистальтические насосы существенно отличаются от всех типов насосного оборудования. Исключительная ценность этих агрегатов состоит в том, что перекачиваемая среда никоим образом не контактирует с конструктивными элементами насоса – только с используемой в системе заменяемой трубкой (или шлангом).

Именно трубка выступает в роли основного рабочего элемента перистальтического насоса. Движение среды по ней осуществляется благодаря работе специальных роликов. Ролик прижимает один из участков трубки к корпусу агрегата. Жидкость внутри трубки оказывается внутри одной из ее частей и так дозировано перемещается внутри к выпускному отверстию. За роликом, пережимающем трубку из-за изменения объема образуется зона низкого давления. Это приводит к забору следующей порции перекачиваемой среды. И так цикл за циклом.

Количество роликов в перистальтике может варьироваться в зависимости от конкретной модели. Одно из существенных достоинств этого оборудования состоит в возможности четко вымерять количество среды, перекачиваемый за один цикл, дозировать ее подачу. Эта функция перистальтического насоса активно используется в медицинской, химической промышленности, косметологии, различных лабораториях.

Винтовые насосы

Фото: принцип работы винтового

Винтовой насос представляет собой оборудование, перекачка среды в котором происходит посредством нагнетания напора винтовыми роторами (одним или несколькими). Роторы в агрегате вращаются внутри статора.

Среда в винтовом насосе движется вдоль оси ротора внутри рабочей камеры по канавкам, которые образуются самим винтом и корпусом оборудования. Поскольку винтовые выступы соприкасаются с корпусом или заходят в канавки расположенного тут же смежного ротора в рабочей камере образуется замкнутое пространство. Это исключает движение среды в обратном направлении.

Ключевое достоинство этого оборудования состоит в возможности перекачивать даже высоковязкие среды, а также, пар или газ. Давление внутри рабочей камеры оборудования может достигать 30 Мпа.

Активное применение винтовые насосы нашли в нефтедобывающей отрасли. Могут использоваться в промышленности, где стоит задача перекачки жидкости с большим количеством твердых включений, а также вязкие среды.

Видео: принцип работы винтового

Импеллерные насосы

Фото: принцип работы импеллерного

Рабочим органом в импеллерном насосе выступает специальное колесо (импеллер), оснащенное гибкими лопастями. Изготавливается импеллер из плотной резины, монтируется непосредственно в рабочей камере внутри концентрического корпуса. На корпусе имеется два патрубка: всасывающий и выпускающий.

В процессе вращения колеса-импеллера происходит движение гибких лопастей. При этом рабочая камера представляет собой окружность, в которой одна из сторон сужена по сравнению с остальными. Через всасывающий патрубок внутрь рабочей камеры попадает перекачиваемая среда, которая движется по окружности между лопастями к выходному отверстию. Проходя точку сужения рабочей камеры лопасти начинают сгибаться. Пространство между ними сужается, из-за чего находящаяся внутри камеры жидкость выталкивается в выпускающий патрубок.

Простота конструкции, способность осуществлять перекачку высоковязких жидкостей и сред с определенным содержанием газов, сделали импеллерные агрегаты востребованными в разных промышленных сферах: нефтеперерабатывающей, косметологической, химической, фармакологической, легкой, пищевой и не только. Особенно часто используются эти агрегаты в производстве кисломолочных продуктов, виноделии и не только. Импеллерное оборудование позволяет решить задачу дозирования достаточно сложных продуктов.

Центробежные насосы

Фото: принцип действия центробежного

Центробежным называют один из видов лопастных динамических насосов, способных обеспечить непрерывный поток перекачиваемой среды благодаря вращению ротора, оснащенного лопастями. Перенос потока происходит за счет возникающей в рабочей камере центробежной силе. Направляется он перпендикулярно оси вращения (в радиальном направлении).

Принцип работе центробежного насоса достаточно прост. Во внутреннюю рабочую камеру агрегата попадает жидкая среда. Лопасти вращающегося ротора захватывают ее и приводят в движение. В результате постоянного вращения у стенок рабочей камеры образуется зона высокого давления. Именно давление помогает жидкости выталкиваться через выходной патрубок. В то же время в центре рабочей камеры за счет переноса среды к ее стенкам образуется зона низкого давления. Из-за нее через входной патрубок всасывается новая порция перекачиваемой среды.

И погружные, и поверхностные центробежные насосы работают по одному и тому же принципу, поскольку основную функцию оборудования выполняет именно ротор с лопастями. Именно оно обеспечивает стабильность потоку, который создается в рабочей камере, и его непрерывность.

Центробежные агрегаты не рассчитаны на работу на «сухом ходу». Перекачиваемая среда должна постоянно присутствовать в рабочей камере. Холостая работа насоса может привести к выходу его из строя.

Видео: центробежный. Принцип и устройство работы

Химические насосы

Фото: устройство химического на примере центробежного

Химическими принято называть насосы, которые используются для перекачки агрессивных жидкостей: концентрированных или разбавленных кислот, щелочей, растворителей и не только. Химическое исполнение насоса предполагает использование в его конструкции материалов, устойчивых к воздействию этих веществ (это касается проточной части оборудования). Основная проблема состоит в том, что универсальных материалов, которые бы демонстрировали одинаковую стойкость к разным химическим элементам не существует.

Детали химических насосов могут изготавливаться из керамики, алюминия, нержавеющей стали, специальных полимерных материалов. При этом производители учитывают, что сталь может корродировать под воздействием отдельных солей, полимеры не используются в конструкции, если планируется перекачка органических растворителей, керамика не подходит в случаях, когда требуется изготовить детали особо сложной формы.

Именно по этой причине химические насосы выпускаются в нескольких решениях сразу: с разными материалами корпуса и рабочей камеры. Подбор такого оборудования осуществляется с учетом того, какая среда будет перекачиваться.

Принцип действия химического оборудования отличается в зависимости от того, какое оборудование используется на производстве. Существует несколько типов и моделей насосов, имеющих химическое исполнение: центробежные (с поливинилденфторидным или полипропиленовым корпусом), бочковые и винтовые (с корпусом из полипропилена, поливинилденфторида или нержавеющей стали), с магнитной муфтой (без уплотнений в конструкции), мембранные и, конечно, перистальтические. Последний вариант предполагает подбор химически стойких трубок, с которыми будет непосредственно контактировать среда.

Консольные насосы

Фото: как работает консольный

Консольные насосы применяются для перекачки жидкостей, в составе которых отсутствуют загрязнения. Абразивных веществ в перекачиваемой среде должно быть не более 0,1%, а из размер – не превышать показатель в 0,2 мм.

Перекачка жидкости в консольном центробежном насосе осуществляется посредством колеса, оснащенного лопастями. Именно оно выступает в роли главного функционального узла в оборудовании этого типа. Состоит узел из двух, размещенных параллельно друг другу диска, между которыми находятся пластинчатые перегородки, объединяющие диски в единый барабан. Вращение колеса запускается электродвигателем.

Внутри корпуса в точке, где расположено колесо, имеется патрубок для всасывания перекачиваемой жидкости. На выходное отверстие среда переносится при помощи лопастей, которые в процессе вращения ускоряют ее и создают на выходе зону повышенного давления.

Применяются консольные агрегаты в химическом производстве, в сферах коммунального хозяйства, в системах водоснабжения, ирригации и полива.

Поршневые (плунжерные) насосы

Фото: принцип действия поршневого (плунжерного)

Плунжерные поршневые насосы наиболее часто применяются в качестве привода или механизма в других типах оборудования и специальных агрегатах. Такой тип насосного оборудования используется, в том числе, в производстве транспортных средств. Относятся плунжерные насосы к типу скальчатого объемного оборудования, основным рабочим органом в котором является плунжер.

Поршневые (плунжерные) насосы активно используются в химической промышленности (в том числе, для бурения скважин, транспортировки нефтепродуктов и пр.), в энергетике (обеспечивают надежную работу парогенераторов), в машиностроении, коммунальном хозяйстве и не только.

Принцип работы плунжерного поршневого агрегата основан на работе кулачкового вала, обеспечивающего движение возвратно-поступательного характера. В процессе кручения вала роликовый толкатель приводит поршень (плунжер) в движение, из-за чего рабочее давление внутри рабочей камеры становится значительно ниже, чем давление жидкости у всасывающего патрубка.

Разность давления приводит к открытию клапана и заполнении рабочей камеры перекачиваемой средой. Следующий оборот вала заставляет поршень двигаться в обратную сторону. Давление в рабочей камере растет и жидкость из нее выдавливается через нагнетательный клапан. Все время, пока крутится вал, происходит циклический процесс движения поршня и перекачки среды.

Специфика работы разных по типу и устройству плунжерных насосов остается неизменной.

Видео: принцип работы поршневых

Погружные насосы

Фото: принцип действия погружных

Погружной насос размещается внутри жидкости, которую перекачивает. Это оборудование позволяет поднять жидкость на поверхность даже с очень большой глубины. В промышленных масштабах для этого используются специальные скважинные погружные насосы. Конструкция и форма агрегата позволяет обеспечить значительный напор даже при работе в очень узких и глубоких скважинах.

Основным элементом погружного оборудования является рабочее колесо, которое запускает работу всех остальных элементов. На колесе имеются вращающиеся лопасти, обеспечивающие выработку центробежной силы. Она необходима для быстрого всасывания перекачиваемой среды. Клапаны на корпусе рабочей камеры осуществляют впуск и выпуск жидкости, предотвращают риск обратного выхода ее в скважину.

Принцип работы погружного агрегата основан на вращении рабочего колеса, которое запускается посредством работы электропривода. Нагнетатель забирает жидкость и скважины, а лопасти колеса позволяют перемещать ее к выпускному патрубку и двигать далее по трубам наверх.

Существует три основных типа погружных насосов, которые отличаются по конструктивному исполнению: вибрационные, вихревые и центробежные. Последние характеризуются значительным КПД и мощностью, что делает их востребованными во многих областях промышленности.

Роторные насосы

Фото: принцип работы роторного

Роторные насосы относят к категории объемного насосного оборудования. Они отличаются от вихревых и центробежных насосов способом транспортировки перекачиваемой среды. Различают роторные насосы с вращательным, а также вращательным с возвратно-поступательным способами перекачки.

Принцип работы роторного насоса основан на изменении объема рабочей камеры. Через специальный патрубок попадающая в рабочую камеру жидкая среда выталкивается в область нагнетания. Детали агрегата внутри корпуса рабочей камеры позволяет создавать внутри нее замкнутый объем и, соответственно, влиять на параметры давления. Специальные шестеренки внутри камеры вращаются вокруг собственной оси. Транспортируемая среда переносится лопастями шестеренок и под давлением выходит из рабочей камеры.

Строение ротора в зависимости от модели насоса может отличаться, однако во всех моделях важно обеспечить плотное прилегание пластин к корпусу. Благодаря отсутствию клапанов допускается возможность обратного хода. Это свойство активно используется в гидромоторах.

Видео: принцип работы роторного

Лопастные насосы

Фото: принцип работы лопастного

Лопастной насос относится к типу динамического насосного оборудования. Перемещение среды в нем осуществляется посредством работы лопастей. Существует несколько видов лопастных насосов:

• осевые: перемещение жидкости в них происходит вдоль оси вращения лопастного колеса;
• центробежные: среда в них движется перпендикулярно оси вращения;
• диагональные: перемещение среды происходит по диагонали между непосредственно осью вращения и направленному к ней перпендикулярной линии.

Осевые лопастные насосы способны обеспечить высокую мощность подачи перекачиваемой жидкости. Центробежные выделяются способность развивать наибольший напор. Диагональные насосы представляют собой промежуточный вариант между двумя вышеописанными.

Принцип действия лопастного насоса основан на вращении рабочего колеса. Создаваемая лопастями энергия передается перекачиваемой среде, обеспечивая инерционность ее движения. Благодаря герметичности рабочей камеры в лопастном насосном оборудовании постоянно нагнетается давление, что обеспечивает перетекание жидкости от всасывающего патрубка к напорному.

Оборудование применяется для перекачки жидкостных сред в условиях сравнительно низкого давления и большого расхода.

Пластинчатые (шиберные) насосы

Фото: принцип действия пластинчатого (шиберного)

Пластинчатые (шиберные) насосы нашли свое применение в работе с жидкими средами, которые имеют свойство загустевать и становиться вязкими в случае изменения температурного режима. Дело в том, что корпус пластинчатого насоса имеет специальную рубашку, которая обеспечивает качественную термоизоляцию и не позволяет перекачиваемой жидкости менять свои свойства.

Наличие пластин в насосах шиберного типа, в свою очередь, позволяет использовать оборудование в перекачке среды, содержащей в составе нерастворимые примеси, абразивные материалы (в том числе, смолы и клеевые смеси). Оборудование характеризуется высокой мощностью всасывания и способностью осуществлять перекачку в двух направлениях.

Принцип работы шиберного насоса основан на вращении ротора, оснащенного пластинами. Эти пластины могут свобод перемещаться в радиальном направлении, располагаясь внутри посадочных пазов. Центробежная сила, образуемая вращением, выдвигает пластины так, чтобы их торцевая часть вплотную соприкасалась со стенками рабочей камеры. Пластины при этом скользят по поверхности и одновременно перекачивают среду.

В производственном процессе могут использоваться пластинчатые насосы прямого и непрямого управления.

Видео: принцип работы шиберного

Бочковые насосы

Фото: как устроен бочковой

Бочковые насосы используются для откачки жидкости непосредственно из емкости, в которой устанавливаются. Емкость представляет собой специальную гофрированную бочку из стали (в соответствии с международными требованиями). Диаметр и высота насосного оборудования рассчитаны непосредственно под такие бочки.

Конструкция бочкового насоса складывается из двух частей: удлиненного корпуса в виде трубы и электропривода. В корпусе располагаются рабочая крыльчатка и вращающий ее вал, а также выпускной клапан. С электромотором его соединяет специальная муфта. Именно от запускает процесс вращения вала.

Электропривод располагается вне бочки и никак не контактирует с перекачиваемой средой. Характеристики его зависят исключительно от модели используемого оборудования. Для перекачки вязких жидкостей используются более мощные приводы, чем для работы с обычной водой.

Характеристики нижней части бочкового насоса зависят непосредственно от свойств перекачиваемой среды. Также в разных моделях может отличаться длина погружного элемента. Бочковые насосы, используемые для работы с пищевыми продуктами, изготавливаются из полимерных материалов и нержавеющей стали.

Видео: работа бочкового

Мотопомпы (бензиновые и дизельные)

Фото: схема работы мотопомпы

Бензиновые и дизельные мотопомпы применяются для перекачки жидкости наряду с погружным и поверхностным насосным оборудованием. Их существенное преимущество состоит в полной независимости от источников электропитания. Кроме того, мотопомпы с бензиновым или дизельным двигателем характеризуются большей мощностью, чем электрические.

Приводной двигатель запускается в процессе сгорания топлива. Он приводит в действие рабочий вал мотопомпы. В зависимости от типа оборудования (диафрагменное или центробежное) приводится в действие либо диафрагма, либо оснащенное изогнутыми лопастями колесо. Их движение позволяет снизить давление во внутренней камере, благодаря чему через входной патрубок по заборному шлангу активно всасывается перекачиваемая жидкость. В процессе движения лопастного колеса (или обратного движения диафрагмы) давление внутри камеры начинает повышаться, из-за чего перекачиваемая среда отбрасывается к ее стенам и впоследствии выталкивается через выходной патрубок.

Бензиновые и дизельные мотопомпы отличает высокая производительность. Отдельные модели этой техники способны осуществлять перекачку среды с большим количеством загрязнений. Оборудование активно используется в сельском хозяйстве, на коммунальных предприятиях (для откачки воды из затопленных помещений), в строительстве для осушения водоемов и заболоченных участков. Оборудование позволяет оперативно ликвидировать аварии в системах канализации и водоснабжения, организовать перекачку жидкости из различных резервуаров и не только.

Видео: что такое мотопомпа и как ее выбрать

Вихревые насосы

Фото: принцип действия вихревого

В вихревых насосах ключевым рабочим элементом выступает крыльчатка, лопасти которой по отношению к оси находятся в наклонном или радиальном положении. Конструкция оборудования предполагает, что внутри рабочей камеры между лопастями и стенками корпуса зазоры практически отсутствуют. Сама камера имеет цилиндрическую форму.

Принцип действия вихревого насоса основан на вращении крыльчатки, которое приводит к образованию внутри рабочей камеры центробежных сил. Всасываемая жидкость внутри под действием этой силы направляется в выходной патрубок под достаточно сильным напором. Вихревые насосы отличаются от классических центробежных по нескольким параметрам:

• перекачиваемая среда всасывается в камеру в небольшом количестве и впоследствии движется по образованным крыльчаткой пазам в процессе вращения;
• жидкость, которая попала в пазы рабочего колеса после всасывания, движется к центральной части лопастей с периферии;
• в районе размещения принимающего патрубка в процессе вращения создается зона пониженного давления, что позволяет жидкости всасываться внутрь рабочей камеры;
• цикличность процесса перекачки приводит к постепенному увеличению напора жидкостного потока.

Вихревой насос применяется в случаях, когда нужно под большим напором обеспечивать подачу сравнительно небольшого количества жидкости. Нередко оборудование используется в пищевой промышленности. Эксплуатируются исключительно с неабразивной жидкостной средой.

Шнековые (оседиагональные) насосы

Фото: принцип действия шнекового (оседиагонального)

Шнековый (оседиагональный насос) – погружное насосное оборудование винтового типа. Перекачка жидкой среды шнековым насосом основана на работе специфического архимедового винта определенной длины. Исключительным преимуществом этого агрегата является возможность осуществлять перекачку жидкостей с сильным загрязнением (абразивными веществами небольших размеров).

Принцип работы оседиагонального насоса не отличается особой сложностью. В нижней части рабочей камеры агрегата расположено подающее отверстие, через которое внутрь засасывается перекачиваемая среда. Спиральные элементы имеющегося в шнековом насосе винта захватывают жидкость и проталкивают ее к напорному отверстию.

Стоит отметить, что при увеличении скорости вращения винта активно увеличивается производительность агрегата, но это не повлияет на уровень напора в выходном отверстии, поскольку внутри рабочей камеры уровень давления не изменяется.

Шнековые насосы нашли свое применение в промышленности. Они идеально подходят для работы с загрязненной средой, жидкостями повышенной вязкости, нефтепродуктами и маслами, а также иными материалами промышленного назначения.

Видео: принцип работы шнекового

Струйные насосы

Фото: принцип работы струйного

Струйный насос – оборудование простой конструкции, которое для перекачки среды использует динамику ее потока. Относится к типам нагнетательных насосов. В его конструкции полностью отсутствуют детали и элементы, движущиеся в процессе работы.

Принцип действия струйного потока основан на перемещении жидкостей, газов, а также их смесей по трубопроводу, в которое вмонтировано суженное сопло. Сужение способствует повышению скорости потока. Создаваемая им энергия в насосном оборудовании преобразуется в кинетическую.

Всасывание перекачиваемой среды осуществляется через патрубок, соединенный с усреднительно-смесительной рабочей камерой. Жидкость перемещается внутри диффузора и направляется к конечному потребителю. В оборудовании этого типа исключен избыточный напор на выходе жидкости из нагнетательного патрубка.

Струйные насосы отличаются невысоким процентом КПД. Их активно используют в производстве для работы с жидкостями и газами, где применение нагнетателей лопастного типа невозможно из-за свойств самой среды.

Видео: работа струйного

Гидротаранные насосы

Фото: принцип работы гидротаранного

Гидротаранный насос представляет собой механическое оборудование, используемое в целях подъема воды на значительную высоту. По-другому этот тип насосного оборудования называют «гидравлическим тараном». Для своей работы агрегат получает энергию непосредственно из водного потока, создаваемого силой тяжести. Эта энергия возникает благодаря наличию в конструкции установленной под уклоном трубы. Оборудование функционирует без подключения к источникам электропитания.

За счет того, что гидротаранный насос пропускает через себя больший поток воды, стекаемый с небольшой высоты (h1), он способен поднять определенную часть этой воды на значительную высоту (h2).

Принцип работы гидротаранного насоса основан на энергии, создаваемой водным потоком. Вода по наклонной трубе определенной длины направляется самотеком к специальному клапану. Когда клапан резко закрывается, кинетическая энергия, созданная потоком, преобразуется. Возникает зона повышенного давления, которое позволяет по более узкой трубе поднимать часть воды на заданную высоту через определенный промежуток времени.

Под давлением открывается верхний клапан насоса, который пропускает воду из трубы в специальный воздушный колпак, а далее – через отводящую трубу к точке забора. В самом колпаке происходит сжатие воздуха и накапливание энергии. В то же время давление в основной (питающей) трубе из-за остановки воды будет постепенно снижаться. Падение давления приводит к открытию нижнего клапана и опусканию верхнего.

Вода при открытом нижнем клапане начинает разгоняться до следующей цикличной остановки.

Спиральные насосы

Фото: принцип работы спирального

Спиральные насосы используются в случаях, когда возникает необходимость безмаслянным способом создать вакуум. Спиральное оборудование считается хорошей альтернативой вакуумным насосам пластинчатого типа. Его производительность нередко достигает 35 куб. метров в час.

Принцип действия спирального насоса основан на особом расположении спиралей в его конструкции. Они используются для создания объемов серповидного типа, в которых происходит сжатие перекачиваемой среды. В процессе вращения спирали объем рабочей камеры уменьшается и помогает перемещению среды к середине самой камеры. Воздушная смесь забирается с периферии (у стенок рабочей камеры), а полностью сжимается – в центре. При соединении рабочих полостей насоса образуются парные объемы.

На торце спирали, которая не движется, имеется обратный клапан и выходное отверстие, через которое выходит среда в сжатом виде. Движущаяся спираль при помощи лопастей помогает полностью изолировать всасываемые объемы среды и уже сжатые в процессе работы агрегата и разделить внутри камеры области низкого и высокого давления. Полный цикл перекачки равен количеству оборотов спирали.

Спиральные вакуумные насосы активно эксплуатируются в сферах фармацевтики и медицины, при проведении лабораторных испытаний и биологических исследований. Оборудование также нашло применение в производстве полупроводников и электронике. Использование спирального насоса помогает в имитации космического пространства. Агрегаты также активно используются в качестве спирального компрессора в тепловом насосном оборудовании.

Видео: принцип работы спирального

Вакуумные насосы

Фото: принцип работы вакуумного

Вакуумный насос – оборудование, которое используется в целях откачки среды из замкнутого пространства и последующего формирования в нем вакуума. Конструкционное исполнение вакуумных насосов бывает разным. Оборудование применяется в разных промышленных сферах, в отрасли сельского хозяйства, при проведении лабораторных исследований.

Принцип действия большинства вакуумных агрегатов состоит в создании среды разряженного воздуха посредством изменения объема камер агрегатов. По такому принципу функционируют ротационная техника, вакуумные насосы водокольцевого типа, а также поршневые вакуумные насосы.

Достижение состояния разряженного воздуха позволяет решить множество задач. Специалисты называют это состояние форвауумом. Достичь более глубокого состояния вакуума позволяют молекулярные и турбомолекулярные насосы, а также оборудование паромаляного, пароструйного и водоструйного типов, эжекторы и диффузионная насосная техника. Принцип действия техники этого типа основан на передаче от движущейся среды к энергии к молекулам газовой ли воздушной. Скорость такой передачи предельно высока. Направление движения газовой или жидкостной струи молекул при этом может размещаться перпендикулярно основному потоку или совпадать с ним.

Высокоэффективность оборудования основана на принципе вытеснения. Тот объем вакуума, который способна обеспечить конкретная модель вакуумного насоса зависит от герметичности рабочей камеры.

Видео: видео о вакуумных

Криогенные насосы (крионасосы)

Фото: принцип работы криогенного

Криогенное оборудование используются для перекачки углекислоты и различных жидкостей криогенного характера в стационарные резервуары. Также оборудование этого типа применяется для создания глубокого вакуума, поскольку гарантируют высокую скорость и эффективность откачки.

Существует несколько типов криогенного насосного оборудования, однако в производственных условиях чаще всего применяются поршневые агрегаты. Они характеризуются универсальностью и способны работать с различными средами: водородом, кислородом, аргоном, природным газом, азотом, углекислотой.

Принцип действия крионасоса основан на сорбции молекул при предельно низкой температуре. Внутри рабочей камеры подобного оборудования происходят процесс криосорбции и криоконденсации. Вакуумное криогеонное оборудование способно вымораживать молекулы газа, превращая их в твердое состояние. Это автоматически снижает давление внутри емкости, создавая условия полного вакуума.

Ламинарные (дисковые) насосы

Фото: принцип работы ламинарного (дискового)

Ламинарный (дисковый) насос представляет собой подвид центробежного насосного оборудования. Используется для перекачки жидкостей высокой вязкости. Способен выступить в качестве альтернативы на только центробежного, но и некоторых типов шестеренчатых, лопастных и полостных агрегатов.

В конструкции ламинарного насоса присутствует рабочее колесо, которое имеет вид двух параллельных, размещенных на расстоянии друг от друга дисков. Расстояние между дисками рабочего колеса имеет важное значение: чем оно больше, тем выше допустимый предел вязкости перекачиваемой среды.

Перекачивая среда, попадая в рабочую камеру дискового насоса, создает пограничный слой на поверхности каждого вращающегося диска. В процессе вращения рабочего колеса этим слоям на молекулярном уровне передается энергия движения. Она создает по всей ширине прохода градиенты давления и скорости. За счет сочетания перетаскивания вязких частиц и граничного слоя возникает перекачивающий момент, который и позволяет направить среду в едином потоке. При этом практически полностью отсутствует пульсация, что исключает изменение свойств вязкой жидкости.

Крыльчатые насосы

Фото: принцип работы крыльчатого

Крыльчатый насос – ручное насосное оборудование объемного типа, в котором в качестве вытеснителя применяется оснащенная лопастями крыльчатка. Агрегаты этого типа считаются разновидностью поршневых насосов двойного действия. В специализированных источниках крыльчатые насосы имеют другое название – «насосы Альвейера».

Принцип действия оборудования основан на кинематической энергии, создаваемой крыльчаткой в процессе вращения рукоятки. Рабочему органу рукоятка позволяет передать возвратно-вращательное движение. Когда колесо крутится по часовой стрелке, открываются впускной и выпускной клапаны. При движении крыльчатки в обратном направлении происходит закрытие клапанов. Перекачиваемая среда нагнетается в рабочей камере снизу вверх.

Крыльчатые насосы применяются в ситуациях, когда нельзя допустить превышение давления (максимальный показатель составляет 1,8 Мпа. Оборудование идеально подходит для работы в условиях, когда нет необходимости в монтаже более сложных насосных агрегатов или отсутствует источник электропитания. Техника позволяет осуществлять откачку жидкостных сред из котлованов и емкостей небольших размеров.

Сильфонные насосы

Фото: принцип работы сильфонного

Сильфонные насосы применяются для перекачки сред, характеризующихся высокой чувствительностью к механическому воздействию. Часто с их помощью проводится перекачка различных водных эмульсий. Оборудование обеспечивает плавность и аккуратность перекачки, отличается небольшой уплотняющей поверхностью.

В конструкции сильфонного агрегата присутствует сильфон (или «гармошка»). Его попеременное сжатие и разжатие позволяет нагнетать давление внутри рабочей камеры, которое способствует процессу перекачки среды. Большинство сильфонных агрегатов произведено из полипропилена или полиэтилена. Оборудование подходит для работы с химически активными неограническими жидкостями.

Используются сильфонные насосы для выкачки и транспортировки двухкомпонентных материалов, различных высоконаполненных сред, жидкостей на основе растворителей, материалов, демонстрирующих высокую чувствительность к воздействию влаги, ЛКМ на полимерной или масляной основе.

Нередко оборудование этого типа устанавливается в системах автоматической покраски.

Шестеренные насосы

Фото: принцип работы шестеренного

Принцип действия шестеренных агрегатов зависит от вида рассматриваемого оборудования. В производственной практике используются: агрегаты с наружным и внутренним зацеплением. Шестеренный насос с наружным зацеплением применяется для работы с жидкостями повышенной вязкости, с внутренним – с разными типами жидкостей. Последний вариант характеризуется более компактными размерами.

Принцип работы шестеренного насоса с наружным зацеплением обусловлен его конструкцией. Ведущая шестерня в таком агрегате находится с ведомой в тесной стационарной связке. Вращаясь, она активирует вращение ведомой шестерни в противоположном направлении. Движение приводит к образованию у входного отверстия зоны разреженного воздуха, что обеспечивает высокую мощность всасывания перекачиваемой среды. Попадая в рабочую камеру жидкость перемещается вдоль стенок корпуса между зубьями рабочего органа к зоне нагнетания. Под напором она выталкивается в нагнетательный трубопровод.

Шестеренный насос с внутренним зацеплением имеет несколько иную конструкцию. В нем ведущая шестерня запускается посредством электродвигателя. Аналогично вращается и внешнее колесо. Проемы между зубьями шестерен в процессе вращения освобождаются, повышая давление в рабочей камере. За счет этого происходит всасывание перекачиваемой среды и ее перемещение к нагнетательному патрубку. Роль уплотнителя между отделениями нагнетания и всасывания выполняет специальный серп.

Видео: устройство шестеренчатого

Синусные насосы

Фото: принцип работы синусного

Синусный или синусоидальный агрегат получил такое название благодаря форме его рабочего ротора. Он представлен в виде диска, имеющего изгиб по синусоиде. Оборудование активно используется в различных промышленных системах, особенно востребовано на пищевом производстве.

Присутствие уникального синусоидального ротора в насосном оборудовании позволяет использовать его даже в тех ситуациях, когда нет возможности эксплуатировать классический роторный насос.

Принцип действия синусного оборудования основан на работе ротора, который в течение одного оборота вокруг оси осуществляет четыре полных выталкивания перекачиваемой среды, равных объему рабочей камеры. По центру эта камера разделена на две разные части специальными шиберами, которые движутся перпендикулярно дисковой плоскости. Они обеспечивают герметизацию части камеры и предотвращают возможность обратного движения жидкости внутри. Когда камера на вход закрывается, открывается та, что расположена у выхода – это полностью симметричный процесс, который снижает вероятность пульсации перекачиваемой среды. Синусоидальный ротор в процессе вращения обеспечивает волнообразное движение жидкости.

Многосекционные насосы

Фото: принцип работы многосекционного

Многосекционными называют центробежные насосы, оснащенные несколькими последовательно размещенными рабочими колесами. Такая конструкция оборудования позволяет создать на выходе значительное давление. Агрегаты используются как сетевые насосы высокого давления, а также в качестве погружных для подъема жидкости из скважин.

Работа многосекционного насоса основан на вращении рабочего колеса. Жидкость через всасывающий патрубок изначально поступает в первую секцию оборудования. Внутри рабочей камеры вращение колеса постепенно нагнетает давление, из-за чего перекачиваемая среда под напором направляется во вторую секцию. Здесь на нее продолжает действовать центробежная сила. Таким образом происходит перемещение перекачиваемой среды из секции в секцию с постепенным нарастанием напора. На выходе он будет иметь высокие показатели.

Уровень напора в многосекционном насосе зависит от диаметра рабочего колеса.

Видео: принцип работы многосекционного

Кулачковые насосы

Фото: принцип работы кулачкового

Кулачковые агрегаты роторного или коловратного типа используются в случаях, когда необходимо осуществить бережную перекачку продуктов высокой вязкости с включением твердых частиц. Особая форма ротора, которая используется в этом насосном оборудовании дает возможность перекачивать жидкости с включениями достаточно крупных элементов (агрегаты, к примеру, используются в пищевой промышленности для транспортировки шоколада с цельными орехами на производственной линии и пр.).

Частота вращения рабочего вала в кулачковом насосе составляет не более 200-400 оборотов. Низкая скорость обусловлена необходимостью сохранить структуру транспортируемого продукта.

Кулачковое оборудование нашло свое применение в химической и пищевой промышленности.

В корпусе кулачкового насоса размещены два соответствующих ротора, каждый из которых закреплен на отдельном валу. Синхронное их вращение в противоположных направлениях достигается за счет слаженной работы коробки передач. Между кулачками в камере имеется небольшой зазор (не более 15 мкм). Вращение их способствует образованию полостей, которые через всасывающий патрубок заполняются перекачиваемым продуктом, а через выходной – направляется дальше по трубопроводу. Внутри рабочей камеры между кулачками продукт движется по внешнему радиусу.

В работе с разными типами продуктов могут использоваться как двух-, так и трехлепестковые роторы. Последние востребованы в перекачке майонеза, сливок, сметаны, а также других продуктов сложной структуры, которые в процессе транспортировки не должны взбиваться, изменять свои свойства.

Видео: работа кулачкового

Циркуляционные насосы

Фото: принцип работы циркуляционного

Циркуляционный насос – оборудование, которое нашло свое применение в работе замкнутых систем. Используется для обеспечения работы систем отопления, осуществляет перекачку теплоносителя в трубопроводах. Циркуляционный насос позволяет поддерживать в системе заданный температурный режим.

Принцип действия циркуляционного насоса основан на обеспечении непрерывного потока жидкости в системе. При этом агрегат позволяет не изменять параметры давления в замкнутом цикле. Техника характеризуется бесшумной работой, надежностью, малым энергопотреблением и простотой эксплуатации.

Теплоноситель через входной патрубок оборудования поступает в рабочую камеру. В момент включения привода насоса создаваемый им момент вращения передается на внутренний вал и запускает его движение. Вал оснащен специальными лопастями, размещенными под наклоном, которые перемещают жидкость внутри рабочей камеры под действием центробежной силы. Давление внутри насоса растет, что приводит к выводу жидкости в выходное отверстие.

Циркуляционные агрегаты нашли свое применение в коммунальном хозяйстве, в быту, а также при организации работы отопительных систем на промышленных предприятиях.