Промышленные насосы: типы, принципы работы и ключевые особенности

Что такое насос?

Насос — это устройство, перемещающее жидкости за счет механического действия. Традиционно насосы делятся на три основных типа в зависимости от метода перемещения жидкости.

Классификация

Эти три типа зависят от способа перемещения жидкости: прямой подъем, вытеснение и гравитационный метод. Соответственно существуют насосы прямого подъема, вытеснительные и гравитационные насосы с разной конструкцией деталей. Насосы обычно работают за счет возвратно-поступательных или вращательных механизмов и потребляют энергию для выполнения механической работы по перемещению жидкости. Промышленные насосы, работающие по этим трем механизмам, широко распространены благодаря их преимуществам.

Механические промышленные насосы могут быть погружены в перекачиваемую жидкость или установлены снаружи. По методу вытеснения насосы делятся на вытеснительные, импульсные, скоростные, гравитационные, паровые и бесклапанные. Кроме того, существуют два основных типа насосов: вытеснительные и центробежные.

Привод насосов

Насосы могут использовать различные источники энергии: человеческую силу, электричество, даже ветровую энергию. Источники энергии варьируются по размеру: от микронасосов для медицинских целей до крупных промышленных насосов в системах водоснабжения или для перекачки охлаждающей жидкости в станках. Такие промышленные насосы должны быть стойкими к коррозии в процессе работы.

Промышленные насосы применяются во многих областях: качка воды из скважин, фильтрация аквариумов и прудов, системы охлаждения и впрыска топлива в автомобилестроении, нефтегазовая отрасль. В станостроении они перемещают режущие жидкости и охлаждающие смазки. В биохимии используются для разработки и производства лекарств. Часто служат искусственными заменителями органов: сердца и пенисных протезов.

Количество рабочих колес

Число рабочих колес определяет режим работы насоса и силу подачи жидкости. Насос с одним рабочим колесом называется одностадийным, с двумя или более — двухстадийным или многостадийным.

В биологической сфере разработано множество типов химических и биомеханических насосов. Биомимикрия иногда используется для создания новых механических насосов. Как когда-то изучали птиц для полетов людей, так и биологическое подражание помогает развивать науку.

Вытеснительные насосы

Вытеснительный насос забирает фиксированный объем жидкости и принудительно выдавливает её в напорную трубу. Обычно такие насосы используют расширяющуюся полость на всасывающей стороне и сужающуюся — на напорной. При расширении полости жидкость втекает в насос, при сжатии — вытекает через напорный отверстий. За цикл объем жидкости постоянный.

Безопасность вытеснительного метода

В отличие от центробежных насосов, вытеснительные обеспечивают одинаковую производительность при заданной скорости независимо от напорного давления. Поэтому их называют насосами постоянного расхода.

Однако с ростом давления внутренние утечки слегка увеличиваются, что мешает идеально постоянному расходу. Поскольку у вытеснительного насоса нет запорного клапана, как у центробежного, он не может работать против закрытого клапана на напорной линии. Насос продолжает создавать расход, давление в напорной линии растет до разрыва трубопровода и серьезного повреждения насоса.

Необходимые меры защиты

С точки зрения безопасности, на напорной стороне вытеснительного насоса обязательно установить предохранительный или сливной клапан. Производители и промышленные пользователи должны уделять этому внимание. Клапан может быть внутренним или внешним. Производители часто предлагают встроенные предохранительные клапаны.