Центрифужные водяные насосы: принцип работы и преимущества

Что такое центрифужный водяной насос?

Центрифужные водяные насосы перекачивают воду, преобразуя вращательную кинетическую энергию в гидродинамическую энергию потока. Вращательная энергия — от электродвигателя или ДВС. Подкласс динамических осесимметричных рабочих машин. Жидкость входит в рабочее колесо у оси вращения. Колесо разгоняет её, поток уходит наружу в диффузор или спиральную камеру, откуда выходит.

Применение центрифужных водяных насосов

Вода, сточные воды, сельское хозяйство, нефть, нефтехимия. Предпочитают за высокую производительность, способность к абразивным средам, потенциал смешивания, простую инженерию по сравнению с другими типами. Центрифужный вентилятор — в пылесосах. Обратная функция — гидравлические турбины: потенциальная энергия давления воды в механическое вращение. То есть вода двигает насос, а насос — двигатель, уникальный механизм.

Для большинства бытовых/промышленных нужд (в разумных пределах) центрифужные насосы отлично справляются. Пока жидкость не слишком вязкая (грязь, отходы) и может быть полностью погружена — надежная, эффективная, стабильная работа.

Распространенные типы центрифужных водяных насосов

Вертикальные центрифужные насосы

Также — консольные (cantilever). Уникальная конфигурация вала и подшипников: спиральная камера висит в коллекторе (sump), подшипники снаружи. Не используют насадку для уплотнения вала — дроссельную втулку (throttle bushing). Типичное применение — мойки деталей.

Горизонтальные центрифужные насосы

Вал расположен горизонтально. Между подшипниками или консольно. Многоступенчатые — легче монтировать и обслуживать: легкий доступ к внутренним частям.

Пенные насосы (Froth pumps)

В горной отрасли: пена разделяет ценные минералы/битум от песка/глины. Пена содержит воздух, блокирующий обычные насосы и вызывающий потерю прирубки. Решается со временем. Воздух уходит за рабочее колесо, экспеллер возвращает его в всасывающий бак. Иногда спец. лопатки: дополнительные малые лопатки между основными (split/secondary vanes). Другие типы: большой «глаз», индуктор, рециркуляция прессованной пены для разрушения пузырей.

Многоступенчатые центрифужные насосы

Два и более рабочих колес. На одном валу или на разных. На каждой ступени жидкость идет к центру, затем к выходу на внешнем диаметре. Преимущественно — насосы питания котлов.

Менее распространенные типы центрифужных насосов:

Герметичные двигатели (Canned Motor Pump) и магнитные приводы (Magnetic Drive Pump)

Без уплотнений. Для углеводородов и химии, где течь нельзя.

Измельчительные насосы (Chopper Pump)

Рабочее колесо с зубами для дробления твердых включений. Промышленные сточные воды, химия, пищепром.

Циркуляционные насосы (Circulator Pump)

Компактные. Отопление, вентиляция, кондиционирование (HVAC).

Криогенные насосы (Cryogenic Pump)

Для низких температур. СЖГ, хладагенты.

Плюсы и минусы центрифужных водяных насосов

За счет прямого преобразования двигателя во вращение — очень просты. Как любой насос — есть плюсы и минусы.

Ключевое преимущество — простота. Не нужно много движущихся частей/клапанов. Экстремально универсальны по материалам корпуса. Работают на высоких скоростях с минимальным обслуживанием, стабильный выход. Главное — исключительно компактны при той же производительности. Гибкость, мало места, легко перемещать.

Основной недостаток — нет всасывания. Движут воду вращением, а не всасыванием. Насос нужно опустить в воду или прирубить перед стартом.

Кавитация. При высокой скорости вода испаряется — пузыри. Сочетание скорости пузырей и их коллапса корродит поверхность рабочего колеса и корпуса. Также чувствительны к перегреву при низком расходе воды.