Перекрытия по деревянным балкам

Перекрытие по деревянным балкам – конструкция несущего типа, разделяющая смежные помещения: этажи, чердак, подполье. При его возведении учитывают такие факторы, как несущая способность, звуко- и теплоизоляция, сейсмостойкость и жаропрочность. Данное сооружение регулярно испытывает нагрузку и атмосферные воздействия, поэтому должно соответствовать критериям прочности и износостойкости. По назначению перекрытия классифицируют на подвальные, междуэтажные и чердачные.

Выбор материалов, расчет конструкции

Проектные работы включают планирование несущей конструкции, а также расчет и выбор материалов. Для различных перекрытий используется брусья соответствующего типа. Чаще всего деревянные балки типизируют по внешним характеристикам: сечению, составу и несущей способности:

доска – простой конструкционный материал, применяемый при строительстве обрешетки и чернового пола;
двутавровая балка – конструкционный материал с сечением в виде буквы Н. Двутавр позволяет сократить общий вес конструкции без потерь в несущей способности;
LVL-брус – балка из клееного шпона, изготовленная методом склейки лущеных хвойных пород: сосны, ели, лиственницы. Отличается высокими показателями прочности при горизонтальной нагрузке. Используются при строительстве стропильных ног, балок межэтажных перекрытий, а также коньковых балок;
комбинированная балка – клееный брус, в состав которого входит шпон из нескольких пород дерева;
четырехкантовый брус – пиломатериал четырехугольной формы, имеющий 4 обработанные стороны, Наиболее популярен при возведении перекрытий любого типа;
двухкантовый брус (лафет) – пиломатериал, имеющий 2 обработанные стороны противоположные друг другу. Несмотря на относительно низкие показатели прочности, лафет часто используется при возведении межэтажных перекрытий;
оцилиндрованное бревно – фрезерованный пиломатериал из цельного куска древесины, отличающийся наивысшей несущей способностью. Максимальная нагрузка на 1 кв. м. балок данного типа составляет 500 кг. Однако из-за округлой формы оцилиндрованные бревна чаще применяют при возведении чердачных, а не межэтажных перекрытий.

При заготовке брусьев предпочтение отдается хвойным породам ввиду их повышенной прочности и устойчивости к гнилостным процессам. Аналогом ели, лиственницы и сосны могут также выступать акация, дуб или клен. Данные породы древесины отличаются низкими показателями влажности (от 12% до 14%). С годами прочность балочных перекрытий увеличивается благодаря испарению влаги с их поверхности. По истечение 5 лет усушки крепость бруса приближается к показателям прочности металлических балок.

Горизонтальные несущие конструкции бывают нескольких видов:

межэтажное перекрытие по деревянным балкам;
чердачное перекрытие;
подвальное перекрытие.

После того, как будут определены тип и материал балок, строители приступают к расчету потенциального сечения. Выбор брусьев с тем или иным сечением напрямую зависит от таких показателей, как:

потенциальная нагрузка (ПН) на 1 кв. м. – предполагаемая масса, которая будет оказывать постоянное/временное воздействие на несущую конструкцию. Рассчитать нагрузку можно самостоятельно с помощью одного из онлайн-калькуляторов;
длина пролета(ДП);
шаг – расстояние между соседними балками (50 см, либо 1 м).

Подходящее сечение бруса можно рассчитать по приведенным ниже таблицам. Для этого достаточно выбрать длину пролета, предполагаемую нагрузку и размер шага.

Технология чердачного перекрытия

Чердак это техническая зона завершающая строение. Чердак – техническое помещение, оно редко используется как жилое пространство, здесь может размещаться оборудование необходимое для обеспечения жизнедеятельности дома, прокладываться инженерные сети. Разница температур в жилой зоне и технической должна составлять 3°-4° не более. Поэтому техническое помещение требует утепления.

Конструкция чердака с перекрытием

Строительство мансарды, которая, безусловно, расширяет жилую площадь, обходится значительно дороже, требует определённых знаний, времени и трудозатрат. Устройство холодного чердачного перекрытия в разы дешевле и проще.

Устройство чердачного перекрытия по деревянным балкам представляет собой слоеный пирог:

дощатый щит или накат;
пароизоляция;
вентиляционный зазор;
утеплитель;
вентиляционный зазор;
пароизоляция;
пол.

Вентиляция осуществляется через фронтоны или скаты крыши. Делают также слуховые окна, располагая и на противоположных скатах, чтобы воздух проникал во все уголки помещения.

Слуховые окна элемент сложный для монтажа, но полезный. Они могут иметь разную форму треугольную, овальную, располагают их на высоте 1 метра от пола, оборудуют решетками, жалюзи. Через них удобно выходить на крышу для её осмотра, обслуживания, проверки дымохода, антенны и прочего.

Балки для устройства чердака

Перекрытия чердака делается по деревянным балкам после того как завершен монтаж несущих элементов. Это самый простой и оптимальный способ для грамотного обустройства технической зоны.

Конструкция чердачного перекрытия делается обычно из деревянных балок. Эти несущие элементы имеют ряд преимуществ:

максимальное покрытие 4, 5 м между опорами;
малый вес, нагрузка на здание, экономия на фундаменте;
простота установки, без использования подъемной техники, крана;
доступность дерева как недорогого материала;
скорость в работе, возможность установить чердачное перекрытие за день, два;
возможность использования любых звукоизоляционных материалов.

Для изготовления балок используют хвойные породы дерева, устойчивые к влаге, гниению, грибку. Сечение балок для чердачного перекрытия должно соответствовать нагрузке, во внимание следует принимать климатические условия, толщину теплоизолирующего материала. Используют габариты балок 150х200 мм, если предполагается серьёзная нагрузка на чердачное перекрытие. К примеру, планируется установка бака для воды, трансформатора. При минимальной нагрузке используют балки 100х150 мм.

Читайте также:

Сухая стяжка пола своими руками.

Желание сэкономить и установить балки 50х100 мм не вызывает одобрения. Слишком значимым элементом дома является чердачное перекрытие, обеспечивающее теплоизоляцию, звукоизоляцию и надёжность потолка. Качество перекрытия гарантирует экономию тепла, расходов на отопление.

Рассчитать количество деревянных балок чердачного перекрытия можно так. Длину помещения разделить на 60-100см (расстояние между балками), к полученному значению добавить 2 штуки, которые будут укладываться на стены. Укладка балок должна приходиться на несущие и наружные стены.

Монтаж деревянных балок чердачного перекрытия

Устройство чердачного перекрытия осуществляется в несколько этапов, каждый из которых определяет качество и надёжность конструкции. Алгоритм работы выглядит так:

1. Подготовка. Отрезается нужная длина, древесина обрабатывается специальным составом, защищающим от гниения, набухания и прочих неприятностей, края балки оборачиваются рубероидом, затем готовый элемент поднимается наверх.

2. Укладка двумя способами:

без выступа за наружные стены;
с выпуском за наружные стены.

Необходимо положить по длине на нужном расстоянии по отношению к прочим элементам конструкции, при любом способе укладки учитывается:

максимальная ширина пролёта не должна превышать 4, 5 метра;
брус укладывается на торцы стен, в некоторых случаях используют мауэрлат – это толстый брус, закрепленный с помощью толстых гвоздей или стальных шпилек в стены по периметру;
под каждый балочный слой укладывается рубероид для обеспечения гидроизоляции;
шаг деревянных балок выбирается от размеров теплоизоляционного материала.

3. Чердачное перекрытие по деревянным балкам осуществляется с учетом устроения наката, который представляет собой покрытие из досок, плит. Между верхним и нижним накатом укладывается гидроизоляция, пароизоляция, утеплитель. Нижний настил перекрытия делается на опорах к которым крепятся доски, но лучше использовать плиты, листы фанеры толщиной 15-20мм. Крепления осуществляются саморезами с шагом в 10-15мм, чтобы надёжно держались теплоизолирующие материалы.

Для того чтобы смонтировать наиболее прочную конструкцию нужно на низ каждой балки набить деревянные бруски 50х50мм, они образуют выступ, на который кладутся доски или листы. Закрепить накат нужно к брускам также саморезами. Преимущества такой конструкции в исключительной надёжности, недостатки – проявятся в отделке потолков, на которых эти бруски придется заделывать, скрывать. Монтировать такую конструкцию следует в том случае, если планируется активное использование чердака.

Видео по теме:

4. Конечным этапом монтажа чердачного перекрытия по деревянным балкам является устройство пола, для чего сверху нашиваются доски, выполняющие роль чернового пола. Для чистового пола используется плотно уложенная шпунтованная доска.

Черный пол монтируется на всё те же бруски, сверху. Но прежде чем приступать к последнему этапу следует сделать:

укладку пароизоляции мембранного типа;
теплоизоляцию;
ещё слой мембранного полотна.

Готовая конструкция является важным элементом перекрытия крыши и всего строения.

Значение пароизоляции и способы её монтажа

Пароизоляция чердачного перекрытия обеспечивает сохранность деревянного перекрытия. Она продлевает срок эксплуатации кровли, способствует созданию оптимального микроклимата в жилых помещениях, забирая излишнюю влагу, и препятствует потери тепла. Выбирать материал для пароизоляции следует тщательно, без намерений сэкономить.

Пароизоляционный материал имеет разную структуру сторон. С одной стороны шероховатая поверхность впитывающая влагу, другая сторона с плёнкой препятствует проникновению влаги в теплоизоляционный слой.

Пароизоляция укладывается как уже понятно, между потолком и утеплителем в чердачные перекрытия. Используются материалы:

полиэтилен;
полипропилен.

Армированные специальной сеткой полотна могут иметь перфорацию. Можно использовать и не перфорированную плёнку, оставляя при укладке зазоры. Армированная плёнка имеет металлизированную поверхность. Стелется плёнка вниз металлизированной поверхностью, чтобы отражать потери тепла.

Слой, состоящий из волокон, впитывает влагу, испаряя её затем естественным путём. Материалы отличаются прочностью, стойкостью к ультрафиолетовым лучам.

Существуют также другие пароизоляционные материалы, которые можно использовать, обустраивая перекрытие чердака по деревянным балкам, пароизоляцией. Это лаки и мастики, асфальтовые, битумные, битумно-кукерсольные. Сегодня такие материалы редко используют, предпочитая нетканые полотна синтетического происхождения. Это так называемые «дышащие мембраны», способные пропускать влагу, воздух, многослойные, однослойные, оснащённые алюминиевой фольгой.

Материал кладут с нахлестом на стену на 20см, крепят степлером, шероховатой стороной вниз.

Видео по теме:

Утепление чердачного перекрытия

Утепление чердачного перекрытия с учётом деревянных балок этап важный, и с точки зрения выбора материала и с точки зрения монтажа. Правильный выбор материала для теплоизоляции должен учитывать следующие факторы:

стоимость;
доступность;
легкость монтажа;
климатические условия;
экологичность;
противопожарная безопасность.

Не стоит забывать о весе утеплителя, чтобы не создавать лишнего напряжения для всей конструкции строения.

На современном рынке строительных материалов множество предложений. Вот некоторые виды утеплителя наиболее востребованные:

Керамзит, сыпучий материал, небольшого веса, с высокими характеристиками теплосбережения, невысокой стоимостью;
Вермикулит, природный сыпучий утеплитель с аналогичными показателями;
Перлит, сыпучий утеплитель природного происхождения, имеющий примерно такие же показатели теплопроводности;
Минеральная вата, выпускается в рулонах и плитах, утеплитель с низкой теплопроводностью, высокими экологическими показателями. Подробнее читайте в статье технология утепления чердака минватой;
Стекловата, аналог минеральной ваты, имеющий искусственное происхождение, обладает большей химической стойкостью по сравнению с минватой;
Пенополистирол, выпускается в виде плит, боится грызунов, имеет довольно низкие теплоизоляционные свойства и низкую стоимость;
Экструдированный пенополистирол, не горюч, имеет более высокую способность теплосбережения, чем пенополистирол обычный;
Пенополиуретан, в плитах выпускается, имеет отличную теплостойкость, при напылении создает сплошную защитную плёнку для тепло и гидроизоляции.
Торфяные плиты, изготовленные из мха, имеющие природное происхождение бывают влагостойкими, имеют малый вес и отличную теплозащиту;
Камышит, самый практичный и дешёвый материал, с отличными характеристиками, который можно изготовить своими руками.

Если толщина утеплителя выше балок, нужно сделать дополнительную укладку реек, чтобы появился воздушный зазор. Насыпные утеплители распределяются между балками равномерно, плиты укладываются встык, без зазоров.

Гидроизоляция чердака

После того, как межэтажный пирог готов, смонтирован пол, следует подумать о гидроизоляции холодного помещения чердака. Некоторые советуют вовсе отказаться от неё, но всё же, проложить слой гидроизоляционного материала под кровлю не помешает. Чтобы не было протечек, конденсата следует устанавливать диффузионные мембраны. Не будет попадания снега, дождя, которые значительно снижают теплоизоляционные свойства чердака. Особенно нужна гидроизоляция, если в качестве кровельного материала используют профнастил.

Центробежные насосы: устройство, принцип действия, преимущества и недостатки

Одним из наиболее популярных видов насосного оборудования, используемого как в различных отраслях промышленности, так и для оснащения систем бытового водоснабжения, является насос центробежного типа. Используя такое оборудование, представленное на современном рынке множеством разных моделей, можно успешно откачивать жидкую среду из скважин и колодцев даже большой глубины и затем транспортировать ее по трубопроводу на значительные расстояния. Чтобы центробежный насос демонстрировал высокую эффективность и работал без сбоев, важно знать, как правильно подбирать его для решения определенных задач, и точно следовать рекомендациям по его техническому обслуживанию.

Центробежный консольный насос двухстроннего входа

Сферы применения

Благодаря своей универсальности, высокой эффективности и надежности центробежные насосы сегодня успешно применяются практически везде. Если говорить о наиболее популярных областях использования насосов центробежного типа, то сюда следует отнести:

организацию технического водоснабжения на предприятиях, работающих в различных отраслях промышленности;
перекачивание и транспортировку технических жидкостей различного типа между объектами производства;
оснащение систем полива растений и подачу воды на животноводческие фермы;
организацию системы водоснабжения населенных пунктов;
оснащение автономных систем водоснабжения, используемых собственниками загородных домов и дач для бытовых нужд и организации полива растений на приусадебном участке.

Центробежный насос гигиенического исполнения для пищевой, фармацевтической и косметической промышленностей

Для того чтобы понять, в чем состоит причина универсальности и высокой эффективности гидромашин центробежного типа, следует разобраться в том, из каких конструктивных элементов состоит и как работает такое оборудование.

Особенности конструкции и принцип действия

Если рассмотреть устройство центробежного насоса в разрезе, то в конструкции такого оборудования можно выделить следующие элементы.

Электродвигатель в устройстве центробежного насоса играет роль приводного элемента. Та часть внутренней конструкции центробежного насоса, где располагается его приводной электродвигатель, тщательно герметизируется, что необходимо для защиты силового агрегата от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
Вал насоса передает вращение от электродвигателя рабочему колесу.
Конструкция центробежного насоса обязательно включает в себя рабочее колесо, на внешней цилиндрической поверхности которого расположены лопатки, перемещающие перекачиваемую жидкую среду по внутренней камере устройства.
Подшипниковые узлы обеспечивают легкое вращение вала с зафиксированным на нем рабочим колесом.
Уплотнительные элементы защищают узлы внутренней конструкции гидромашины от контакта с перекачиваемой жидкой средой.
Корпус насоса, как правило, выполнен в форме улитки и оснащен двумя патрубками – всасывающим и напорным.

Основные части центробежного насоса

Конструктивная схема центробежного насоса, кроме вышеперечисленных деталей, может включать в себя ряд дополнительных элементов:

шланг, по которому перекачиваемая жидкая среда поступает в напорную магистраль;
шланг, по которому жидкость поступает во внутреннюю камеру устройства;
обратный клапан, препятствующий перемещению уже перекачанной жидкой среды в обратном направлении;
фильтр грубой очистки, не дающий твердым включениям, содержащимся в составе жидкой среды, попадать во внутреннюю часть помпы;
вакуумметр, при помощи которого осуществляется контроль за степенью разреженности воздуха в рабочей камере;
манометр, посредством которого можно контролировать давление потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием;
элементы запорной арматуры, позволяющей регулировать параметры потока жидкой среды, поступающей в насос и выходящей из него.

Устройство насосной части оборудования центробежного типа

Устройство и принцип действия любых центробежных насосов отличаются простотой. Так, принцип действия центробежного насоса заключается в следующем.

Жидкая среда, попадающая во внутреннюю рабочую камеру, захватывается лопатками рабочего колеса и начинает перемещаться вместе с ними.
Под воздействием центробежной силы жидкая среда отбрасывается к стенкам рабочей камеры, где создается избыточное давление.
Находясь под избыточным давлением, жидкая среда выталкивается через напорный патрубок.
В тот момент, когда жидкая среда из центральной части рабочей камеры отбрасывается к стенкам, создается разрежение воздуха, что и обеспечивает всасывание новой порции жидкости через входной патрубок.

Принцип действия центробежного насоса

Принцип работы центробежного насоса, описанный выше, относится к моделям как поверхностного, так и погружного типа. Основную функцию центробежного насосного оборудования выполняет рабочее колесо с лопатками. В соответствии с описанным выше принципом действия центробежных насосов такие устройства обеспечивают всасывание перекачиваемой жидкой среды и ее выталкивание в напорную магистраль в постоянном режиме, что гарантирует стабильность параметров создаваемого потока.

Следует иметь в виду, что центробежный насос нельзя эксплуатировать, если в его внутренней рабочей камере отсутствует жидкая среда. Если пренебречь этим важным требованием, то центробежный насос просто выйдет из строя.

Основные разновидности

На современном рынке предлагаются центробежные электронасосы различных типов, отличающиеся друг от друга как конструктивными особенностями, так и техническими характеристиками. Классификация центробежных насосов проводится по целому ряду параметров, что следует учитывать, выбирая такое оборудование для определенных целей.

Классификация центробежных насосов

В зависимости от расположения оборудования относительно перекачиваемой им жидкой среды различают следующие типы центробежных насосов:

поверхностное насосное оборудование;
насосы погружного типа.

Центробежные поверхностные насосы, как следует из их названия, устанавливаются на поверхности земли, в непосредственной близости к обслуживаемой таким устройством скважине. Откачивание жидкой среды при использовании насосов данного типа осуществляется через специальный шланг или трубу, которые опускаются в подземный источник.

Схема водоснабжения на основе поверхностного насоса

Основное преимущество центробежных поверхностных насосов заключается в том, что их расположение значительно упрощает их техническое обслуживание и ремонт. Недостатки центробежных насосов поверхностного типа немногочисленны, но в некоторых ситуациях имеют решающее значение. Сюда чаще всего относят:

не слишком высокую мощность, что не позволяет использовать такие устройства для откачивания жидкой среды из подземных источников, глубина которых превышает 10 метров;
большой риск работы на холостом ходу;
меньшая, чем у погружных помп, производительность.

Погружные центробежные насосы, принцип работы которых практически ничем не отличается от функционирования устройств поверхностного типа, при эксплуатации располагаются в толще перекачиваемой жидкой среды. Для фиксации погружных насосов в подземном источнике на требуемой глубине используется трос, нижний конец которого привязывается к корпусу устройства, а верхний крепится к специальной перекладине, располагаемой на поверхности земли. Тот факт, что гидравлический погружной насос в процессе эксплуатации находится в толще жидкой среды, объясняет высокие требования, предъявляемые к герметичности корпуса такого оборудования.

Схема водоснабжения дома из скважины на основе погружного насоса

Достоинства насосов погружного типа, как уже говорилось выше, заключаются в том, что даже при меньших габаритах корпуса такие устройства способны создавать более высокий напор перекачиваемой ими жидкой среды, чем поверхностное насосное оборудование. Естественно, есть у погружных центробежных насосов и недостатки, наиболее значимым из которых является сложность технического обслуживания и ремонта: для осуществления этих процедур следует сначала извлечь гидромашину из подземного источника.

На различные типы насосы центробежного типа разделяются и по такому параметру, как количество рабочих колес. Так, в зависимости от данного параметра различают:

центробежные одноступенчатые насосы, которые оснащены одним рабочим колесом;
устройства многоступенчатого типа, которые, соответственно, имеют несколько рабочих колес, фиксируемых на одном вращающемся валу.

Центробежный многоступенчатый насос

Особенности устройства и принципа работы центробежных насосов многоступенчатого типа заключаются в том, что жидкая среда в процессе ее перекачивания таким оборудованием последовательно перемещается между его ступенями, что способствует значительному увеличению значения ее напора на выходе. Значение напора насоса, состоящего из нескольких ступеней, является суммой значений напора, создаваемого каждым рабочим колесом такого устройства.

Насосы центробежного типа классифицируют и по конструктивному исполнению ротора. Так, в зависимости от данного параметра различают:

насосное оборудование с «мокрым» ротором;
центробежные устройства с «сухим» ротором.

Конструкция центробежного насоса с ротором «мокрого» типа

В насосах первого типа как рабочее колесо, так и ротор постоянно находятся в контакте с перекачиваемой жидкой средой, которая обеспечивает смазывание и охлаждение движущихся частей насоса. За счет такой конструктивной особенности сделать элементы внутренней конструкции насосов с «мокрым» ротором большими не представляется возможным, поэтому оборудование данного типа, как правило, характеризуется невысокой мощностью.

В центробежных насосах с «сухим» ротором, принцип действия которых практически ничем не отличается от особенностей функционирования любого другого центробежного насосного оборудования, с перекачиваемой жидкой средой контактирует только рабочее колесо, вращение на которое передается от ротора и приводного электродвигателя, расположенных в герметичном отсеке. Центробежное насосное оборудование с «сухим» ротором отличается более высокой мощностью и, соответственно, потребляет значительно больше электроэнергии, чем устройства, оснащенные «мокрым» ротором.

Циркуляционный центробежный насос с ротором «сухого» типа

Преимущества и недостатки

Широкое применение центробежных насосов как в промышленности, так и для решения бытовых задач объясняется целым рядом достоинств, которыми отличается такое оборудование. К наиболее значимым преимуществам гидромашин данного типа следует отнести:

высокую производительность, которую обеспечивают конструктивные особенности и принцип действия таких устройств;
стабильность параметров потока жидкой среды, создаваемого насосным оборудованием данного типа;
компактные габариты и небольшой вес;
простоту технического обслуживания, для чего можно не привлекать сторонних специалистов, выполняя все необходимые процедуры самостоятельно при помощи набора простейших инструментов;
длительный эксплуатационный срок.

Конструкция центробежных насосов позволяет производить их ремонт и обслуживание самостоятельно при наличии определенных технических навыков

Естественно, следует рассмотреть и недостатки подобных устройств.

Насосное оборудование данного типа нельзя использовать, пока его внутренняя рабочая камера не будет заполнена жидкой средой. Если пренебречь этим требованием, то гидромашина достаточно быстро выйдет из строя.
При использовании одноступенчатых центробежных насосов создать высокий напор в обслуживаемой такими устройствами трубопроводной системе не получится: для этого следует применять оборудование, оснащенное несколькими рабочими колесами.

Таким образом, недостатков у центробежного насоса, устройство которого подробно рассмотрено выше, немного, и они в полной мере нивелируются его достоинствами. Это объясняет высокую популярность данного оборудования как у специалистов производственных предприятий, так и у частных пользователей, активно применяющих его для оснащения автономных систем водоснабжения.

Химический центробежный насос – общие сведения, принцип работы, плюсы и минусы

Разновидностей химических насосов достаточно много. Основным их отличием является возможность перекачивания жидкостей, имеющих в своем составе агрессивные или взрывчатые вещества. Наиболее популярным среди насосного оборудования является центробежный тип устройств, а в сегменте химических агрегатов значительную часть составляют герметичные центробежные насосы. Они обеспечивают полную изоляцию перекачиваемой жидкости, защищая окружающую среду от возможных протечек вредных смесей, пары которых способны образовывать с воздухом взрывоопасные составы.

Общее описание

Центробежные химические насосы подразделяются по нескольким категориям:

по конструкции;
по назначению;
по типу перекачиваемой жидкости;
по техническим характеристикам;
по материалу изготовления проточной части;
по способу изоляции;
по варианту и виду уплотнения;
по мощности;
по методу охлаждения.

Рассматриваемый вид насосного оборудования выпускается в различных конструктивных исполнениях. Насосы могут быть вертикальными или горизонтальными, погружными или консольными, одно- или многоступенчатыми, секционными или моноблочными. Перечислить полный ассортимент химических насосов слишком сложно из-за их большого количества. Но объединяет агрегаты то, что все они предназначаются для работы с жидкостями, отличающимися от воды химическими свойствами, степенью агрессивности и взрывоопасности. Кроме этого, химические насосы применяют для перекачки нейтральных сред, используют в условиях разряженного или повышенного давления, а также в разных температурных режимах.

С их помощью перемещают:

едкие составы;
газосодержащие вещества, в том числе сжиженные газы;
щелочи и кислоты;
растворители и нефтепродукты;
смеси, содержащие абразивы, волокна и твердые включения;
вязкие жидкости и суспензии.

Химические центробежные насосы используются во многих отраслях промышленности:

нефтегазовой;
фармацевтической;
химической;
пищевой;
косметической;
текстильной;
атомной и др.

Широкий ассортимент химических насосов помогает выбрать именно тот тип оборудования, который справится с поставленными задачами наилучшим образом.

Особенности конструкции

Характерной чертой химического центробежного насоса является его непроницаемость, обеспеченная системой уплотнений или муфтами. При его изготовлении используются высококачественные материалы, препятствующие быстрому износу и выходу из строя оборудования, являющегося частью технологической цепи. Особое внимание уделяется проточной части и рабочим элементам насоса, непосредственно соприкасающимся с перекачиваемой средой.

Проточную часть при изготовлении химических насосов редко делают из серого чугуна, так как он в большинстве случаев оказывается малоустойчивым к воздействию агрессивных жидкостей, в результате чего происходит быстрое разрушение металла. Кроме этого, он не поддерживает высокие показатели давления при всасывании смесей.

Более прочными материалами для проточной части считаются:

высоколегированный кремнистый или хромистый чугун;
титановые сплавы;
хромникелевая сталь с добавками молибдена или меди;
фторопласт;
полипропилен.

Металлические сплавы, имеющие в своем составе никель, обладают лучшими свойствами, по сравнению с нержавейкой. Они химически устойчивы, работают в расширенном температурном режиме, но высокая стоимость сплавов не позволяет использовать их для изготовления целой конструкции химического насоса.

Полипропилен недорого стоит, легко обрабатывается, устойчив к агрессивным средам. Его практичность позволяет постепенно вытеснять металлы из производства химических насосных агрегатов любого типа. Но полипропилен нельзя использовать при минусовых температурах и в рабочем режиме, превышающем +80 градусов. К тому же, он накапливает статическое электричество, а потому опасен на взрывоопасных производствах.

Фторопласты дороже полипропилена, зато более устойчивы к химическому воздействию и способны выдерживать расширенный тепловой режим. Для PVDF он составляет -30…+100 градусов, а PTFE (тефлон) теоретически способен выдержать диапазон -60…+260 градусов, хотя на практике эти показатели оказываются несколько ниже.

Корпуса химического насосного оборудования изготавливаются из бронзы и чугуна, алюминиевых сплавов и стали, титана и др.

Качество насосов определяется и по типу уплотнения, которое может быть сальниковым или торцевым. Но в горизонтальных конструкциях уплотнительную функцию выполняют магнитные муфты. Герметичность агрегата обеспечивает безопасность окружающего пространства, помогает избавиться от неконтролируемых утечек дорогостоящих смесей и веществ, а также гарантирует высокоточный расход перекачиваемой среды.

Сальниковые уплотнители для центробежных химических насосов практически не используются. Торцевые – не обеспечивают стопроцентную герметичность. Магнитные муфты требуют центровки, но сам мотор, при желании, легко меняется на другой. Герметичные агрегаты выпускают с гильзованными двигателями, что обеспечивает отсутствие малейших протечек.

Как работают центробежные насосы

Основными элементами любых разновидностей центробежных насосов (химических в том числе) являются:

рабочее колесо с лопастями, насаженное на вал;
корпус с проточной частью.

Кроме этого, в конструкции имеются клапаны, патрубки, задвижки, манометр и т.д. Классическим вариантом исполнения центробежного насоса считается горизонтальный, в котором рабочее положение вала соответствует линии горизонта. В погружных и полупогружных агрегатах ось располагается вертикально.

Через всасывающий патрубок перекачиваемая жидкость проникает внутрь корпуса и сразу же попадает в центр вращающегося колеса. Под воздействием центробежных сил она отбрасывается на внутренние стенки корпуса, или проточной части, после чего вымещается в сторону напорного трубопровода. Во время работы внутри агрегата создаются участки с высоким и разреженным давлением, в результате чего одна партия жидкой среды под напором выбрасывается наружу, а другая – всасывается, занимая освободившееся место.

Процесс нагнетания и разряжения давления происходит благодаря выпуклой форме лопастей. Колесо в насос устанавливают таким образом, чтобы при его вращении вогнутая часть каждой лопасти располагалась с обратной стороны от направления движения.

Для работы «всухую» центробежные насосы не предназначены, их корпус должен обязательно быть заполнен жидкостью. Только после этого оборудование можно включать. Для самовсасывающих насосов присутствие воды в подающем трубопроводе не является обязательным.

По своему принципу действия и конструктивным особенностям химические и водные центробежные насосы практически не отличаются друг от друга. Единственное, что их рознит – это материалы, из которых изготавливают проточную часть, рабочее колесо, а также другие элементы и поверхности, контактирующие с агрессивными и вредными средами.

Плюсы и минусы

Химические насосы центробежного типа наделены бОльшим количеством достоинств, нежели недостатков, чем обеспечивается их популярность. Они:

сравнительно недороги;
понятны в регулировке;
просты в использовании;
компактны;
обладают малым весом, поэтому не требуют устройства массивных фундаментов;
надежны;
экономичны.

Оборудование работает плавно, что предохраняет систему от гидравлических ударов. А техническое обслуживание сводится, зачастую, лишь к замене уплотнений, либо подшипников.

Но, несмотря на множество плюсов, химические центробежные насосы имеют некоторые ограничения, не позволяющие их использования в определенных производственных условиях.

Центробежные насосные агрегаты способны перекачивать жидкости с твердыми включениями диаметром до 2мм, причем от общей массы они должны составлять не более 15%. Для худших условий потребуется более мощное и дорогостоящее оборудование – шламовые насосы. По сути, они имеют ту же центробежную конструкцию, но их габариты намного крупнее. В условиях вязкой среды и при наличии крупных включений можно воспользоваться и мембранным химическим насосом. Но он имеет свои недостатки, заключающиеся в недолговечности мембраны, а также в поломке загрязненных клапанов.

Хотя регулировка мощности и числа оборотов двигателя при работе центробежного насоса весьма проста, здесь есть одна составляющая, которая может существенно повлиять на выбор насосного оборудования. Дело в том, что при уменьшении количества оборотов рабочего колеса, напор перекачиваемой жидкости также становится меньше. С одной стороны – это плюс. Но нередко требуется поменять производительность, а давление оставить прежним. С этой задачей центробежный насос справляется с трудом, а добиться нужного результата получается только при установке средств автоматики. И в этом его минус, так как объемные насосы изначально приспособлены к подобным производственным ситуациям.

Следует отметить, что при малой производительности обеспечить высокий напор у химического насоса центробежного типа не получится.

Независимо от существующих ограничений, создающих некоторые неудобства в работе с центробежными насосными агрегатами, в группе химических насосов они занимают огромную нишу. Их доля составляет до 70% от общего числа устройств, перекачивающих сегодня нейтральные или агрессивные составы химического происхождения.

Читайте также:

Циркуляция воздуха в бане

Некоторые группы химических насосов

В зависимости от состава смесей, их плотности и температуры, на производствах и в бытовых условиях применяют разные модели насосного оборудования. К примеру, консольные агрегаты предназначаются для перекачивания маловязких нейтральных или агрессивных жидких веществ с наличием твердых включений, не превышающих в составе 0,1%.

Конструкция герметичных насосов центробежного типа предполагает наличие в составе жидкой среды твердых включений. Оборудование может выпускаться самовсасывающим, с температурной изоляцией, позволяющей перекачивать высокотемпературные суспензии. Некоторые модели центробежных герметичных насосов производители изготавливают из композиционных материалов, обладающих коррозионной стойкостью и высокой прочностью. Внутри таких агрегатов устанавливаются бесшовные лопастные колеса, способные справиться с высокоактивной химической средой. Уплотнительные стаканы и внешние магнитные муфты создают стопроцентную гарантию герметичности, что допускает работу оборудования в условиях высокого давления и температур.

Особенностью вертикальных центробежных насосов является их компактность, позволяющая устанавливать агрегаты в стесненных условиях. Часто их встраивают непосредственно в технические трубопроводы.

Высоконапорные модели герметичных насосов, предназначенные для летучих жидкостей, нашли свое применение в ядерной и химической отрасли. Они работают в разных температурных режимах при высоком системном давлении. А оборудование, использующееся для перекачки летучих углеродов, выдерживает высокое давление пара.

Для работы с жидкостями, имеющими в своем составе твердые включения, выпускаются химические насосы для суспензий.

Специальные герметичные насосы оснащают дополнительными приспособлениями:

индюсерами, снижающими кавитационный показатель и позволяющими эксплуатировать маломощные насосы на больших скоростях;
импеллерами, предотвращающими утечку жидкости через сальник;
термостойкими рубашками, предназначающимися для нагрева или охлаждения прибора;
специальной изоляцией двигателя;
встроенным теплообменником;
фланцевыми клапанами;
вынесенной отдельно клеммной коробкой и т.д.

Перечислять разновидности и группы химических насосов можно достаточно долго. Для каждой жидкости и производственного цикла индивидуально рассматривается эффективность использования того или иного агрегата. В маркировке насоса производители указывают буквенные обозначения, которые объясняют, для каких сред и условий он предназначен.

Условные обозначения

Для маркировки химических насосов используют буквенные и числовые обозначения. Со времен своего появления они претерпели ряд изменений. К примеру, до 1982 года в маркировке указывался тип насоса (в нашем случае Х – химический), а также диаметр патрубка, уменьшенный на четверть, и коэффициент быстроходности, разделенный на 10 и округленный. Позже было принято другое обозначение. Кроме типа насосного оборудования (Х), стали указывать более доступную для потребителя информацию, а именно – объем прокачиваемой жидкости в час и максимальный напор водной струи в метрах.

Сегодня маркировка любых насосов производится по международным стандартам. Первые 2-4 буквы определяют назначение и конструкцию агрегата. В большинстве моделей указывается буква «Х», которая может быть расположена как в начале буквенной аббревиатуры, так и в конце или в середине. Другие литеры уточняют конструктивную разновидность насоса. Некоторые примеры:

П – погружные вертикальные (ХП; АХПО)
Г – герметичные (ХГ, ЦГ – цетробежный, ОХГ – осевой);
Р – реверсивные (ХР);
А – допускает наличие в жидкости абразивных твердых включений (АХ, АХО, ПХА).

Далее в маркировке по порядку идут цифры через тире, обозначающие сначала диаметр всасывающего патрубка, затем – напорного. Следующая цифра определяет размер рабочего колеса, а возле нее прописными буквами уточняется вариант его обточки. Далее указывается:

заглавными буквами – материал, из которого выполнена проточная часть;
цифрами – вариант уплотнения.

Также в маркировке может присутствовать условное обозначение климатическое исполнения, а также категория эксплуатации.

Центробежные насосы: область применения, принцип действия, устройство, недостатки, типы и характеристики

Центробежный насос относится к группе лопастного оборудования, поскольку жидкость перекачивается под воздействием центробежных сил. Они создаются за счет вращения лопастей насоса. Чаще всего устройства изготавливают из чугуна, однако встречаются модели и из алюминия или других материалов. Производители ориентируются на материалы, которые способны противостоять химическим веществам.

Материалы, из которого изготовлен насос, определяют не только долговечность устройства, но и эффективность его работы. Поскольку центробежные насосы стремительно набираются популярность, расширили диапазон материалов, используемых для их изготовления. В приоритете для производителей остаются прочные металлы с высоким уровнем коррозионной стойкости. Однако в конструкции центробежных насосов могут встречаться детали по типу термопласты для уплотнений.

Конструкция центробежного насоса

Несмотря на большое количество типов центробежных насосов, их конструкция достаточно простая. Базовая конструкция включает три основных элемента – крыльчатка, корпус и насосный агрегат или механический узел.

Рабочее колесо – это самая важная часть центробежного насоса. Он отвечает за производство энергии и скорости вращения. Центр рабочего колеса представляет собой ушко или ступицу. Вокруг рабочего колеса вращаются лопасти, за счет которых обеспечивается движение. Рабочие колеса могут сильно различаться по диаметру, за счет чего удается обеспечить разную скорость вращения.

Схема работы центробежного насоса

Насосный агрегат – это еще один важный элемент, который в конструкции насоса позволяет вращать рабочее колесо. Рабочее колесо соединяется с вращающимся валом привода для поворота. Чаще всего встречаются электродвигатели, но встречаются и другие варианты.

В насосном агрегате также встречаются подшипники для поддержки вала привода, уплотнительные механизмы для предотвращения утечки жидкости. Учитываются и конструктивные элементы, которые помогают центробежному насосу выдерживать различные нагрузки.

Все описанные выше элементы находятся в кожухе. У него две основные функции. Первая связана с защитой элементов от пагубного действия внешних факторов, вторая – преобразованием вращательной энергии, производимой крыльчаткой, в определенный поток жидкости.

Принцип действия центробежного насоса

Работает центробежный насос по достаточно простой схеме. Суть заключается в том, что при вращении вала центробежного насоса двигается и рабочее колесо. В это время насос внутри агрегата направляет жидкость в центр крыльчатки.

Движение насоса связано с кинетической энергией жидкости, которая поступает из насоса. За счет этого взаимодействия жидкость проходит через кончики лопаток рабочего колеса. Следующим этапом будет выход жидкости из рабочего колеса с достаточно высокой скоростью. Сопротивление происходит в момент прикасания с корпусом насоса. После этого скорость немного снижается, но увеличивается давление. После этого жидкость выходит через выпускные отверстия.

Выброс жидкости контролируется конструкцией крыльчатки внутри корпуса. Рабочее колесо по конструкции центробежного насоса размещено таким образом, чтобы самый длинный диаметр располагался за выпускным отверстием в канале корпуса. Эта часть центробежного насоса называется водоразделом. В районе водораздела расстояние между рабочим колесом и стенкой корпуса увеличивается до точки слива. За счет такой геометрии расположения деталей удается обеспечить максимально высокое давление внутри жидкости, выходящей из рабочего колеса. Это способствует быстрому движению жидкости при стремлении к точке нагнетания.

Плюсы и минусы центробежных насосов

Есть ряд преимуществ, которые делают центробежные насосы популярными:

высокая мощность агрегата. Если рассматривать модели промышленных насосов, они демонстрируют отличные показатели скорости потока и напора;
равномерность потока при высокой эффективности агрегата. Минимальный КПД центробежных насосов превышает 50%. Также в продаже можно найти современные усовершенствованные модели с КПД свыше 93%;
универсальный агрегат, который подходит для твердых и жидких составов. Инновационные производители существенно снизили риски засорения. Даже при работе с густыми жидкостями с примесями в виде частиц агрегат будет работать.

Среди недостатков центробежных насосов выделяют то, что они при высоких давлениях не всегда корректно работают. В таких случаях возможно проникновение воздуха в систему, что приведет к выходу из строя центробежного насоса.

Типы насосов по принципу действия и применению

На рынке существует большое количество центробежных насосов, которые отличаются по типу работу и конструктивными элементами. Центробежные насосы могут использоваться для разных типов жидкостей. Например, его устанавливают для перекачки жидкостей, газов, масел, химикатов, кислот и других химических веществ. Центробежные насосы чаще всего идентифицируются по применению или особенностям одной из их основных частей.

Типы центробежных насосов в зависимости от применения:

Водяной центробежный насос используется для перекачки воды. Это универсальные модели, компактные и достаточно легкие, поэтому они могут работать даже при высоком давлении. Чаще всего в этой категории насосов используют агрегат для выкачки воды с низинных жилых помещений. Например, при скоплении или затоплении подвалов. Если в модели предусмотрено наличие напорного бака, вода сможет распределяться вдали от источника жидкости.
Центробежные насосы для выкачки загрязненной воды. Такие агрегаты используются для перекачивания жидкостей из загрязненных источников, например, сточные воды. В таких центробежных насосах крыльчатка насоса имеет глубокие жилы и больший напор для создания кинетической энергии. За счет нее смогут перемещаться даже вязкие жидкости.
Струйный центробежный насос. В таких центробежных насосах есть форсунки, которые обеспечивает высокую мощность всасывания. За счет инноваций производителям удается создавать более мощные модели для поднятия тяжелых нагрузок. Такие центробежные насосы применяются в отраслях промышленности, в местах с постоянным присутствием воды. В таких насосах не удаляют воздух для непрерывной работы агрегата. Поскольку это тип погружного центробежного насоса, они достаточно компактные. В моделях вблизи расположены двигатель и насос. Такие центробежные насосы можно опускать в скважины. Важно обеспечить источник электроэнергии.
Самовсасывающие насосы. Удается сократить время запуска центробежного насоса.

Конструктивные особенности центробежных насосов

Не только по принципу действия, но и по конструктивным особенностям отличаются центробежные насосы. Выделяют следующие виды:

моноблочный насос с односторонним всасыванием. Достаточно популярный тип агрегата, который отличается наличием кожуха на торце двигателя. В таких центробежных насосах аналогично и с другими насосами крыльчатка крепится к концу вала двигателя;
особенные конструкции под определенные условия применения насосов. Например, насосы с осевым потоком имеют вертикальный вал. К таким центробежным насосам перпендикулярно крепят рабочее колесо. Модели насосов способны подталкивать жидкости вверх.

Важные условия использования центробежных насосов

Центробежный насос эффективен и максимально полезен при выполнении некоторых правил и соблюдении ряда факторов. При организации работы центробежного насоса важно учитывать следующие важные моменты:

кинетическая энергия зависит от скорости вращения рабочего колеса. Кинетическая энергия будет больше, если увеличить диаметр и скорость вращающегося элемента. Если есть необходимость в изменении производительности насоса, можно изменить диаметр рабочего колеса или же скорость. Наиболее простым способом считается изменение диаметра рабочего колеса. Также нередко используют два этих способа для достижения поставленных целей;
количество энергии, которую используют для транспортировки жидкости, зависит от нескольких факторов. Учитывается не только вязкость, но и количество перемещаемой жидкости. Важным критерием в работе центробежного насоса считается напор, который является теоретической вертикальной высотой. На эту высоту центробежный насос может подниматься жидкость из нагнетательного патрубка насоса. При выборе центробежных насосов важно оценивать производительность агрегатов с точки зрения измерения напора. Также необходимо подкорректировать работу насоса для уменьшения трения;
условия всасывания центробежного насоса. Это оптимальные условия для всасывания насоса. По факту это условия для создания частичного вакуума, который позволит протолкнуть жидкость вверх по всасывающей трубе. Если работа центробежного насоса организована на высоте, важно оценивать условия всасывания.

При выборе и установке центробежного насоса в обязательном порядке учитываются все факторы перекачивания жидкостей. Производитель должен четко прописывать особенности использования агрегата. Выбирая конкретный центробежный насос, обязательно оценивается его рентабельность, мощность, производительность, условия эксплуатации. Только в таком случае можно выбрать максимально эффективный агрегат, который справится с поставленными задачами.

Вывод: использование центробежного насоса

Несмотря на простую конструкцию центробежного насоса, принцип действия и производительность агрегата достаточно высокая. Они демонстрируют отличные эксплуатационные свойства. Такие насосы способны перекачивать не только чистую воду, но и загрязненные жидкости. В этом заключается их основная ценность.

Наиболее эффективны центробежные насосы при постоянной работе агрегата и перекачиванию больших объемов. Одноступенчатые центробежные насосы имеют невысокий напор, а многоступенчатые способствуют его увеличению, но с уменьшением КПД.

Устройство и принцип работы центробежного насоса

Центробежный насос: принцип работы

Центробежные насосы являются одним из самых распространенных типов оборудования для перекачивания жидкостей (и газов).

С их помощью выкачивают воду из колодцев и скважин, поднимают ее на значительную высоту и предают на большие расстояния по трубам.

Такие насосы перекачивают теплоноситель в системах отопления и технологические жидкости на производствах. Идея использовать центробежную силу для перекачивания жидкостей принадлежит Леонардо да Винчи, первые действующие образцы были созданы французским инженером и ученым Дени Папеном в конце 17 века.

Центробежный насос

Особенности конструкции и принцип действия

Насос состоит из следующих деталей и узлов:

Источник энергии — электрический (или бензинового) двигатель, смонтированный на одном валу с собственно насосной частью механизма.
Вал, опирающийся на подшипники.
Рабочее колесо, на поверхности которого размещены лопатки.
Корпус с направляющими поток профилями.
Уплотнения на валу.
Входной патрубок, находящийся на оси изделия.
Выходной патрубок, расположенный у внешней стенки корпуса по касательной к нему.

Входные и выходные шланги или трубопроводы.
Запорный клапан, не дающий жидкости течь в обратном направлении.
Фильтр.
Манометр для измерения давления жидкой среды.
Датчик сухого хода, отключающий насос при отсутствии жидкости в магистрали.
Краны и вентили для управления напором.

Принцип действия центробежного насоса несложен:

При вращении рабочего колеса его лопатки захватывают жидкую среду и увлекают ее за собой
Центробежные силы, возникающие при вращении жидкости, отжимают ее к внешним стенкам корпуса, где создается избыточное давление
Давление выталкивает жидкую среду в выходной патрубок
Под действием разрежения, создающегося в центре насоса, очередная порция жидкости всасывается из приемного патрубка.

Принцип работы центробежного насоса

В конструкцию центробежного насоса могут вноситься изменения и дополнения, направленные на повышение его эффективности и приспособление к конкретной перекачиваемой жидкости.

Преимущества и недостатки

Большая популярность устройства центробежного типа обуславливается его несомненными достоинствами:

Высокая эффективность.
Простота конструкции.
Постоянство характеристик создаваемого потока: скорости и напора.
Компактность и относительно малый вес.
Простое техобслуживание. Достаточно общих навыков слесарных работ.
Высокая надежность, большой срок наработки на отказ.

Кроме достоинств, данному типу гидромашин свойственен ряд недостатков:

Для запуска необходимо заполнить рабочую камеру жидкой средой. Нарушение этого правила приводит к быстрому износу и выходу из строя.
Малый напор, создаваемый рабочим колесом.

Функционирование насоса в системе

Чтобы обеспечить эффективное функционирование центробежного устройства, при монтаже приходится предусматривать схему заполнения рабочей камеры водой, через перепускные патрубки или заливные горловины.

Для повышения напора приходится ставить центробежные электронасосы в каскад.

Классификация центробежных насосов

Оборудование различается по способу уплотнения вала, методу соединения рабочего органа с силовым приводом.

Дополнительные различия накладывает тип жидкости, которую перекачивает помпа.

Существуют насосы спирального типа, отводящие жидкость в спиральный лабиринт, в части устройств используется неподвижное колесо с направляющими лопатками для потока жидкости.

Оборудование разделяется по способу установки, малогабаритные помпы допускается монтировать на переносных рамах или крепить внутри корпусов бытовой техники. Конструкции для водоснабжения жилого дома или промышленного объекта размещаются на бетонном основании, в котором заранее расположены анкеры. При монтаже установки под открытым небом предусматривается защитный козырек, предотвращающий попадание атмосферных осадков в корпус мотора.

Области применения

Краткое описание сфер применения насосов центробежного типа:

Обеспечение питьевой водой жилых зданий и промышленных помещений. Специальные устройства погружного типа оборудованы контроллером, не допускающим вращения ротора без подачи жидкости.
Перекачка нефтепродуктов или иных жидкостей в промышленных условиях или на складах.
Подача смеси воды и специального пенообразователя к пожарному стволу. Установки монтируются на шасси пожарных автомобилей, привод осуществляется от основного двигателя через коробку отбора мощности.
Обеспечение циркуляции теплоносителя в отопительных системах.
Подача воды или моющего раствора в стиральных машинах и посудомоечных установках.
Обеспечение напора воды в оросительных установках сельскохозяйственного назначения.
Центробежные насосы используются для подачи охлаждающей жидкости в тепловых машинах (например, в двигателях внутреннего сгорания).
Заполнение и слив воды из цистерн на грузовых кораблях (балластная нагрузка для обеспечения остойчивости).
Перекачивание жидкостей, использующихся при производстве пищевых продуктов.

Принцип работы

Действие центробежного насоса основано на законах гидродинамики, на придании жидкости, поступающей в замкнутый корпус спиралевидной формы, динамического воздействия через вращающиеся лопасти ротора. Эти лопасти имеют сложную форму с изгибом в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Они закреплены между двумя дисками, насаженными на ось, и сообщают динамику жидкости, заполняющей пространство между ними.

Возникающая при этом центробежная сила относит её из центральной части корпуса, расположенной в районе оси вращения рабочего колеса к его периферии, и дальше – в отводящую трубу. В результате действия центробежной силы в центре корпуса создаётся разреженная область пониженного гидравлического давления, которая заполняется новой партией жидкости из подающего патрубка. Необходимый напор в трубопроводе создаётся разницей давлений: атмосферного и внутреннего, в центральной части рабочего колеса. Работа насоса возможна только при полном заполнении корпуса водой, в “сухом” состоянии колесо будет вращаться, но необходимой разницы давления не возникнет и перемещения жидкости из подающего трубопровода не будет.

Устройство

Любой центробежный насос состоит из двух основных узлов: мотор и рабочая камера или проточная часть.

В зависимости от назначения, типа перекачиваемой жидкости конструкция и применяемые материалы могут меняться, но состав основных элементов одинаков:

двигатель
спиральный корпус – “улитка”
рабочее колесо – крыльчатка
рабочий вал
уплотнение вала
подшипник вала
входной патрубок (фланец)
выходной патрубок (фланец)

Корпус центробежного насоса может быть монолитным, или разъёмным – для удобства ремонта и ухода за агрегатом. Особые требования к внутренней поверхности корпуса – она должна быть максимально гладкой, все неровности и дефекты затрудняют прохождение жидкости и снижают эффективность работы центробежного насоса.

Отвод жидкости проходит через спиралевидную камеру с расширением к выходу, поэтому такие центробежные насосы часто называют “улиткой”. Отводящая камера переходит в патрубок, к которому подсоединяется напорный трубопровод.

Главная деталь лопастного насоса – рабочее колесо-ротор. От него передаётся в перемещаемую жидкую среду механическая энергия вращения вала двигателя. Для повышения эффективности действия центробежного насоса в корпусе могут быть установлены несколько роторов на одном валу. Такой агрегат способен выдавать на выходе высокое давление, и называется многоступенчатым.

По конструкции рабочее колесо может быть открытым или закрытым. Вариант, при котором лопасти закрыты с боков дисками, более эффективен, в нём отсутствуют ненужные перетекания жидкости из одной полости в другую.

Приборы и арматура

Для нормальной работы центробежного насоса нужны дополнительные узлы и приборы:

Приёмный обратный клапан. Способствует сохранению воды в проточной части, если перекачивается вода – оснащается сеткой для грубой очистки.
Задвижка на всасывающем патрубке.
Кран для выпуска воздуха при наполнении водой рабочей камеры.
Обратный клапан на напорной трубе, препятствующий ходу воды в корпус при работе другого агрегата.
Задвижка на выходной трубе для запуска и контроля напора воды.
Вакуумметр, измеряющий степень разрежения на входе в проточную камеру.
Манометр для измерения напора.
Предохранительный клапан для защиты от гидроудара.
Приборы автоматического контроля (комплектуются при работе в составе производственного комплекса оборудования различного назначения).

Какие достоинства и недостатки у насосов центробежного типа? Виды и принцип работы

Центробежный насос – это устройство, которое обеспечивает подачу жидкости и необходимый напор, возникающий за счет центробежной силы и работы лопастей. Эти насосы используют практически во всех отраслях промышленности. В этой статье мы рассмотрим какие бывают виды центробежных насосов, их достоинства и недостатки, а также принципы работы.

Типы оборудования
Принцип функционирования
Преимущества
Недостатки

Типы оборудования

На сегодняшний день рынок может предложить порядка 18 типов центробежных насосов. Рассмотрим наиболее популярные варианты, которые используются чаще всего:

Консольные – насосы, которые имеют односторонний или двухсторонний подвод жидкости к рабочему колесу.
Погружные – на сегодняшний день самый популярный насос, который используют не только в быту, но и в промышленности для откачки жидкости из скважин и водоемов.
Осевые – насосы, которые используются для циркуляции жидкости на тепловых станциях и в шлюзных установках.
Шламовые – агрегаты, предназначенные для перекачки жидкости с высоким содержанием грязи, песка и других примесей.

По созданию уровня давления насосы можно разделить на:

низкие;
высокие;
средние.

Также они различаются по расположению рабочего вала:

горизонтальные;
вертикальные.

По количеству рабочих колес можно выделить следующие типы центробежных насосов:

одноступенчатые;
многоступенчатые.

Справка! Одноступенчатые насосы чаще всего используется в частных угодьях для орошения или подачи жидкости из водоема. Для подачи питьевой воды из скважин устанавливают многоступенчатые погружные центробежные насосы.

Принцип функционирования

Корпус такого насоса обычно имеет улиткообразную форму. Внутри имеется вал, на котором расположено рабочее колесо с лопастями. По краям имеются два фланца – всасывающий и напорный. В большинстве случаев насосный агрегат состоит из гидравлического насоса и электродвигателя.

Далее рассмотрим каждый элемент по отдельности и опишем функции, которые они выполняют:

Электродвигатель – этот элемент в конструкции центробежного насоса играет роль привода. Приводная часть электродвигателя, которая располагается в насосе, тщательно герметизируется.
Рабочий вал – его функция заключается в передачи вращательного действия от электродвигателя к рабочему колесу.
Рабочее колесо – располагается на валу и имеет изогнутые лопасти.
Уплотнительные части – защищают части агрегата от попадания перекачиваемой жидкости.

Основные принципы работы центробежного насоса:

Через всасывающий фланец жидкость попадает в рабочую камеру насоса и перемещается за счет лопастей, находящихся на рабочем колесе.
С помощью центробежной силы жидкая среда ударяется об стенки рабочей камеры и образует избыточное давление.
Избыточное давление выталкивает жидкость через напорный фланец.
Всасывание новой порции жидкости происходит в результате образования в рабочей камеры избыточного давления.

Центробежные насосы изготавливаются как одноступенчатые, так и многоступенчатые. Последние называют «секционные центробежные насосы». В таких агрегатах достигается увеличение общего перепада давления, которое пропорционально числу секций агрегата. При этом принцип их работы в любой конструкции остается тот же – жидкость движется под действием центробежной силы, которую создает вращающееся рабочее колесо.

В соответствии с перечисленными выше процессами, все элементы центробежного насоса обеспечивают непрерывную перекачку жидкости и гарантируют стабильность всех необходимых параметров работы насоса.

Данный принцип работы насоса относится не только к поверхностному, но и к глубинному типу.

Центробежный насос запрещено эксплуатировать, если внутри рабочей камеры отсутствует жидкость. Если пренебречь этими правилами, то агрегат выйдет из строя. Использовать насос целесообразно для перекачки больших объемов жидкости на постоянной основе при небольших напорах.

Самое основное в работе агрегата – не столкнуться с такой проблемой, как кавитация. Этот процесс возникает в результате образования пузырьков в жидкости за счет возникновения в ней зон разряжения. Они и попадают в зону с более высоким давлением. Пузырьки схлопываются и образуют мощную энергию, которая разрушает внутренности насоса. Но бывают случаи, когда разрушается непосредственно корпус.

Важно! Первый признак происхождения кавитации – это шумная работа насоса.

Подробнее о работе центробежного насоса рассказано в следующем видеоролике:

Преимущества

К достоинствам центробежных насосов можно отнести следующие характеристики:

Насос обладает высоким КПД.
Агрегат надежен при эксплуатации.
Достойные напорно-расходные характеристики.
Возможность подсоединения несколько насосов параллельно или последовательно на одну линию.
Способность к «самовсасыванию».
Способность к перекачиванию загрязненной жидкости.
Возможность насоса к подаче больших объемов перекачиваемой жидкости.
Доступная стоимость.
Простота в использовании.
Легко обслуживаем.
Большой модельный ряд.
Обладает компактными размерами.
Небольшое потребление электроэнергии.
Длительный срок эксплуатации.

Недостатки

Как и любое устройство, помимо положительных характеристик, такой насос имеет и недостатки:

В результате нестабильности в электрической цепи может возникать нестабильная подача воды.
При первом запуске насоса, во избежание поломки, необходимо заливать жидкость в рабочую камеру ручным способом.
При попадании воздушных масс в спираль, есть большая вероятность выхода из строя подшипников и других комплектующих, что способствует снижению функциональных характеристик насоса.

Справка! Для удаления лишнего воздуха на кожух чаще всего устанавливают специальные вантузы.

Подводя итоги, стоит отметить, что центробежные насосы не прихотливы в своей работе, легко монтируются и достойно выполняют свою функцию, соответствуя при этом всем заявленным характеристикам.