Центробежный насос или вихревой: описание отличий и практические советы по выбору. Вихревые самовсасывающие насосы для воды: устройство, принцип действия, сферы применения

Использование поверхностных насосов значительно упрощает водоснабжение дачи и ведение хозяйства. В случае отсутствие централизованного водоснабжения, такое устройство применяется для подъема воды с автономных источников – колодца, либо скважины .

Если же в этом нет необходимости, то поверхностный насос отлично выполняет функции полива садовых участков и огородов, дренажа сточных вод, и выкачки септиков. Циркуляционный поверхностный насос — является залогом эффективной работы отопительной и водопроводной системы.

1 Особенности и назначение

Существует два вида водяных насосов – поверхностный и погружной. Отличает их лишь способ расположения: погружной насос необходимо опускать в рабочую среду, что накладывает определенные ограничения на возможности его использования.

2 Виды поверхностных насосов

Всё разнообразие насосов для дачи, в зависимости от особенности конструкции, делится на две основные группы — вихревые поверхностные насосы, и центробежные устройства. Далее происходит разделение по функциональным различиям, выделяют следующие виды насосов:

Водяной – используется для водоснабжения, выполняет забор воды из неглубоких источников;
Дренажный – используется для откачивания сточных вод и полива приусадебных участков;
Циркуляционный – используется для поддержания необходимого давления в трубопроводе;
Фекальный – используется для очистки септиков и выгребных ям.

2.1 Вихревые устройства

Наиболее оправданным для дачи является использование насосов, изготовленных по вихревой технологии. Принцип работы вихревого поверхностного насоса основывается на передаче воде механической энергии, которая создается в результате оборотов рабочего колеса.

Вихревые насосы для водоснабжения делятся на две основные группы – с закрытым и открытым рабочим колесом. Само вихревое колесо представляет собою расположенный в середине корпуса плоский диск, который оборудован большим количеством лопастей прямолинейной формы (около пятидесяти).

Если колесо на торцах закрывается лопатками и его лопасти образуют некое подобие ячеек, то такие устройства водоснабжения относятся к закрытым насосам. Если колесо ничем не ограничено – к открытым. Сам корпус имеет кольцевую полость, в которую углубляются лопасти колеса.

Посередине кольцевой полости находится уплотняющий выступ, который выполняет функцию разделения напорного и всасывающего патрубка. Когда насос схватывает воду, попавшая в первую камеру жидкость ускоряется посредством вращения колеса и под давлением выбрасывается в выводящий патрубок.

Продуктивность данной технологии обуславливается тем, что отдельно взятая частица воды за время пребывания в насосе попадает в разные междулопастные участки на вихревом колесе, каждый из которых придает ей дополнительное ускорение. Это дает высокий напор и давление жидкости на выходе, что гарантирует максимальную эффективность водоснабжения.

На практике садовые насосы для полива большей частью представлены именно вихревыми устройствами. Это обуславливается множеством преимуществ данной технологии:

Минимальная стоимость — наиболее востребованные на рынке модели — поверхностный насос Вихрь ПН-370, 1100Н и 900Н стоят в пределах от 2 до 5 тысяч рублей;
Простота конструкции – ремонт устройства можно выполнять в домашних условиях своими руками;
Вихревые садовые агрегаты не боятся наличия воздуха в перекачиваемой воде, что является существенным фактором для беспроблемного полива участка;
Реверсивность – перекачка воды возможна в двух направлениях.

К недостаткам вихревых устройств можно отнести не высокий КПД, и достаточно быстрый износ при высоком загрязнении перекачиваемой жидкости, так как она постоянно контактирует с рабочими элементами конструкции (оптимальное содержание механически примесей до 40г/м3)

Стоит отметить, что лидерство в данном сегменте рынка удерживают садовые насосы отечественного производства «Вихрь». При невысокой стоимости они обладают превосходящими зарубежных аналогов эксплуатационными характеристиками. Самыми популярными моделями насосов для дачи являются: Вихрь ПН-370, Вихрь ПН-1100Н, ПН-900;

Поверхностный насос Вихрь ПН-370 – это оптимальное устройство для полива приусадебных участков. Этот водяной насос является начальной моделью в линейке вихревых насосов, он способен перекачивать 2.7 кубометра в час, чего вполне хватает для бытовых нужд.

Первостепенным достоинством ПН-370 является выносливость и небольшая цена. Если вам требуется более мощное устройство, то стоит обратить внимание на Вихрь ПН-900, мощности ПН-900 (900 Вт), достаточно для перекачивания 4.2 куб.м/час.

Самой высокой продуктивностью обладает поверхностный насос Вихрь ПН-1100Н который способен выдавать 4.2 куб.м/час, что гарантирует эффективность водоснабжения для полива при любых условиях.

2.2 Центробежные устройства

Отличие таких насосов от вихревых устройств заключается в том, что нагнетание давления воды происходит под воздействием центробежной силы.

Такие агрегаты боятся попадания в перекачиваемую среду воздуха, поэтому садовые центробежные насосы, в большинстве случаев, комплектуются дополнительным эжектором – механизмом, который выполняет откачивание воздуха из насоса, перед его включением и во время перекачивания воды.

Наличие эжектора позволяет центробежным насосам эффективно работать даже при присутствии в воде достаточно большого количества воздуха. Центробежные агрегаты не так часто используются для полива, так как они стоят на порядок дороже, чем вихревые насосы, основная сфера их применения – обустройство систем автоматического водоснабжения дома.

По центробежной технологии производятся не только бытовые садовые насосы, она также лежит в основе производства большинства промышленных насосных станций. Рассматриваемые далее циркуляционный и фекальный насосы также производятся с центробежным приводом.

Центробежные насосы обладают такими достоинствами:

Небольшие габариты и вес корпуса;
Высокий КПД;
Стабильное давление и напор подачи воды;
Центробежный механизм не так подвержен износу, как вихревой, что гарантирует длительный период его эксплуатации;
Возможность точной регулировки давления и напора прокачиваемой жидкости, что очень удобно для полива садовых участков.

Недостатки:

Если устройство не оборудовано эжектором, то при каждом запуске вам придется наполнять его водой, чтобы вытеснить из системы воздух;
Опять же, если эжектор отсутствует, то возможна остановка перекачивания воды из-за попавшего в рукав воздуха.

2.3 Функциональное разделение поверхностных насосов

Первой группой, как вы уже поняли, выступают садовые агрегаты для водоснабжения и полива участков, которые были детально разобраны в первой части статьи. Также существует ещё две группы поверхностных устройств, в которые входят фекальный и циркуляционный насос.

Фекальный насос используется для откачивания канализаций, септиков и выгребных ям. Также фекальный насос может использовать для дренажа сильно загрязненных сточных вод. Таким устройствам характерна высокая мощность, которая требуется для эффективной выкачки канализации – жидкость в которой имеет большую плотность, чем обычная вода.

Также фекальный насос комплектуется специальным режущим фильтром-сеткой, который выполняет измельчение крупных механических загрязнений, содержащихся в канализационной жидкости. Выбирая фекальный насос, ориентируйтесь на фирмы Grundfos, Wilo и Pedrollo.

Циркуляционный насос несколько отличается от представленных ранее типов устройств. Циркуляционный агрегат устанавливается непосредственно на трубопровод, и выполняет функцию увеличения давления потока рабочей среды.

В обустройстве системы отопления циркуляционный насос устанавливается перед котлом, что позволяет осуществлять более эффективный прогрев помещения. Также циркуляционный аппарат может использоваться в системах очистки жидкости, где он монтируется после фильтрационной установки, так как на выходе наблюдается ослабленное давление воды.

Нередко циркуляционный насос используется в системах теплого пола, либо в автоматических насосных станциях, где циркуляционный аппарат необходим для подачи воды из гидроаккумулятора к потребляющим приборам.

2.4 Обзор конструкции и характеристик поверхностных насосов (видео)

Без насоса не обойтись в загородном доме или на даче, особенно если у вас есть искусственный водоем или скважина. Выбор этого оборудования зависит от множества нюансов, каждая модель имеет свои характеристики, достоинства и недостатки. При этом можно заранее ознакомиться с особенностями отдельных типов изделий, что значительно упростит процесс покупки. Отдельного внимания заслуживает самовсасывающий поверхностный насос.

О главной отличительной особенности изделия говорит само его название. Оно легко эксплуатируется на поверхности земли, не требуя погружения в жидкость. Вода перекачивается с помощью подключенных к прибору шлангов – заборного и подающего. По первому происходит подъем жидкости из источника, а по второму осуществляется излив.

Поверхностный самовсасывающий насос широко используется для перекачивания воды из открытых источников (прудов, бассейнов), неглубоких колодцев (до 7 м), полива сельскохозяйственных насаждений. Он также может выступать отдельным элементом насосной станции и служить для закачивания воды в накопительную емкость.

Использование поверхностного насоса

Материалом для изготовления таких приборов служит чугун, нержавеющая сталь или пластик. Последний предпочтительнее, так как пластиковые модели имеют малый вес, хорошую влагостойкость и устойчивость к коррозийным процессам. При этом их стоимость может быть на порядок выше, чем у аналогов из чугуна и стали.

Прибор с пластиковым корпусом

Достоинства и недостатки поверхностных насосов

Принцип работы, материал изготовления, допустимые условия эксплуатации – эти и многие другие моменты определяют достоинства и недостатки самовсасывающих насосов поверхностного типа.

К достоинствам таких приборов для перекачивания воды можно отнести:

Удобство обслуживания – чистка, ремонт. Погружную модель иногда не так просто извлечь из скважины, чтобы определить поломку.
Мобильность. Компактные размеры и небольшой вес изделий позволяют без труда менять их месторасположение на участке. Однако слишком удалять прибор от водоисточника не следует.
Простоту установки. Необходимо лишь подключить шланги и надежно установить устройство на поверхности земли.
Относительно невысокую цену. Для сравнения: использующиеся на большой глубине погружные модели имеют большую мощность, степень влагостойкости и прочности. За счет этого их цена может в 2-3 раза превышать цену поверхностных насосов.
Возможность использования их в составе насосных станций.

Насосная станция на базе прибора поверхностного типа

При указанных достоинствах самовсасывающие насосы поверхностного типа имеют и ряд существенных недостатков.

Малая глубина всасывания (до 7 м). Оснащение изделия эжектором позволит увеличить этот показатель.
Небольшой напор воды, которого достаточно для полива садового участка, но не всегда достаточно для качественного водоснабжения дома.
Чувствительность к загрязнениям в воде.
Некоторые модели работают слишком шумно.

Как работает самовсасывающий насос

По принципу работы поверхностные самовсасывающие насосы принято разделять на центробежные и вихревые.

Принцип работы и особенности центробежного прибора

Работа центробежных моделей основана на движении рабочего колеса (крыльчатка) внутри его корпуса и создании центробежной силы, продвигающей воду.

Схема работы центробежного насоса

Последовательно это выглядит следующим образом:

Корпус прибора полностью заполняется водой для вытеснения из него воздуха.
При его включении начинается движение рабочего колеса, создается центробежная сила, выталкивающая воду к выпускному отверстию.
При этом в зоне заборного отверстия создается разряжение, провоцирующее засасывание нового объема жидкости.

Заполнение рабочей камеры водой перед включением прибора

Обратите внимание: если крыльчатка одна, то говорят об одноступенчатой системе движения воды, если две и более – о многоступенчатой.

Центробежные модели ценятся за высокий КПД, возможность перекачивания больших объемов воды (актуально для водообеспечения дома), компактные размеры и простоту устройства. Они также характеризуются меньшей чувствительностью к загрязнениям, чем вихревые аналоги.

Самым значимым недостатком является невозможность работы прибора с воздухом. Крыльчатка не может генерировать всасывающую силу из воздуха в камере. Более того, если в «рукаве» насоса образуется воздушная пробка, то процесс перекачивания воды может приостановиться.

Как работает вихревой насос поверхностного типа

Вихревые насосы предназначены для работы с малозагрязненной водой без абразивных частиц, способствующих их быстрому износу и поломкам. Однако они значительно превосходят центробежные модели в том, что всасывающее усилие может быть сгенерировано из смеси воздуха и воды или одного воздуха.

Эти приборы гораздо больше подходят для орошения земельных участков, чем для водоснабжения дома. При этом они с успехом могут комбинироваться с центробежными моделями, образуя многоступенчатую систему перекачивания воды.

Что касается устройства такого изделия, то вращающимся элементом является уже не крыльчатка, а импеллер – рабочее колесо, заключенное в кольцо. При эксплуатации в камере насоса воздух удаляется через отводящую трубу, а отделенная от него вода за счет движения импеллера вытесняется к подающему шлангу.

При этом образуется эффект рециркуляции воды, вызывающий разряжение во всасывающей камере. Это обеспечивает приток нового объема жидкости. По схожему принципу работает и эжектор.

Самовсасывающие модели с эжектором

Эжектор – нехитрое устройство, позволяющее существенно увеличить глубину всасывания насоса. Его работа основана на разделении потоков воды, ее рециркуляции. Часть воды, которая поднимается из источника, возвращается в эжектор и на большой скорости изливается через его сужающееся сопло.

Она попадает в смеситель, где создает разряжение, обеспечивающее приток жидкости из всасывающей камеры. Затем происходит стандартное движение воды через прибор и ее излив по подающему шлангу.

Эжектор может быть встроенным или внешним. При наличии первого процесс рециркуляции происходит непосредственно в приборе, что позволяет сохранить его компактные размеры. Однако при работе такого изделия имеет место сильный шум, препятствующий его эксплуатации в доме или непосредственной близости от него. Оптимальный вариант размещения насоса со встроенным эжектором – отдельная постройка.

Встроенный эжектор позволяет увеличить глубину всасывания всего лишь на 3-5 метров. Внешнее устройство увеличивает этот показатель до 30-50 метров, но при этом снижается КПД насоса. Для него также требуется установка дополнительной трубы для обеспечения рециркуляции.

Видео: принцип работы эжектора

Таким образом, поверхностный самовсасывающий насос вполне способен удовлетворить бытовые потребности в воде. Если выбор прибора, его подключение к насосной станции или установка эжектора вызывают затруднения, вы всегда можете обратиться к специалистам. Квалифицированная помощь в этом вопросе – залог долговечности насоса и вашего спокойствия.

Поверхностный насос подойдет скорее колодцу, чем скважине. Ведь такой насос тянет воду максимум с 10-метровой глубины, характерной именно для колодца, а сколь-нибудь приличная скважина бурится до отметки 25-30 метров.

Но обслуживать такой агрегат можно прямо на месте, не демонтируя всю напорную систему: ведь он остается на поверхности, а не «ныряет» в скважину. Причем даже замена фильтров, защищающих рабочую камеру насоса от песка, осуществляется буквально «одним движением».

Благодаря этим качествам поверхностный насос сумел интегрироваться в системы водоснабжения жилища и в линии полива сада, огорода или газона. Кроме того, в таких агрегатах нуждаются даже сети водоотвода или перекачки стоков. Словом, это очень востребованное оборудование, которое пригодится любому владельцу дачи или загородного дома.

Поэтому в данной статье мы предлагаем нашим читателям обзор конструкции таких агрегатов и перечень лучших насосов из данной ниши напорного оборудования, а равно и сведения о порядке их монтажа. Мы уверены, что эта информация поможет вам выбрать оптимальную модель поверхностного насоса.

Любой поверхностный насос состоит из трех узлов:

Силового блока, в основе которого находится электродвигатель.
Нагнетательного блока, создающего зону разрежения и напора в рабочей камере.

Блока управления, который управляет работой и силовой и нагнетательной части.

К прочим деталям можно отнести станину – основание, на котором крепятся все вышеперечисленные узлы, патрубки – штуцеры, отходящие от напорной зоны и области разрежения, силовые шнуры – электрический кабель с вилкой.

Причем общепринятая классификация насосов выстраивается на основе конструкционных особенностей второго блока (нагнетательного) ведь от его формы и содержимого зависит принадлежность агрегатов к следующим группам:

Сегменту центробежных насосов.
Сегменту вихревых насосов.

И от этой принадлежности зависят все рабочие характеристики поверхностных агрегатов. Поэтому далее по тексту мы рассмотрим особенности строения и центробежных и вихревых насосов.

Центробежные поверхностные насосы

Такие агрегаты качают воду из колодцев, прудов и бочек (емкостей), глубиной до 10 метров. Ведь в напорном блоке подобного насоса вертится лопастное колесо, создающее зону разрежения напротив вала (там расположен всасывающий патрубок) и зону давления в верхней части корпуса (там расположен напорный патрубок).

Такие насосы качают большой объем жидкости, но не могут генерировать большой напор. В итоге, такие агрегаты используются преимущественно в системах ирригации (полива) участка. К тому же они очень сильно шумят (особенно те насосы, у которых не одно, а несколько лопастных колес).

Вихревые поверхностные насосы

Такие агрегаты качают воду с небольшой глубины, но генерируют максимальный для поверхностного сегмента напор. Такой эффект объясняется особым расположением всасывающего патрубка, который установлен не напротив вала, а немного выше и левее.

В итоге, всасываемая жидкость попадает в корпус под действием центробежной силы и закручивается по винтовой траектории. И благодаря этому всасываемая вода попадет по воздействие лопастей рабочего колеса на каждом витке винтовой траектории, вплоть до выхода из напорного патрубка.

Поэтому всасывающая способность у вихревых насосов меньше, чем у центробежных насосов с нормальным всасыванием, а напорная сила, напротив, существенно больше, чем у обычных агрегатов.

ТОП-5 поверхностных насосов для колодца

В первую пятерку списка наиболее популярных агрегатов из сегмента поверхностного напорного оборудования, по нашему мнению, входят следующие устройства:

Насос Джамбо 70/50Ч

Эта модель ориентирована на обслуживание домашних водопроводов и систем полива дачных участков. Ведь за час такой насос может выкачать 4200 литров воды, забирая ее с глубины 9 метров.

Причем основное конкурентное преимущество подобного оборудования кроется в системе регулированного пуска двигателя, который наращивает стартовые обороты постепенно, выходя на рабочий режим лишь со временем. И такой плавный пуск способствует повышению работоспособности всего агрегата. А еще этот насос укомплектован чугунным корпусом с антикоррозийным покрытием. Поэтому он не ржавеет и не боится случайных ударов.

Средняя стоимость такого насоса – 7000 рублей. А из недостатков самым заметным является высокий уровень шума, генерируемого аппаратом при работе. Поэтому такие насосы не стоит монтировать в подвальных помещениях или поблизости от жилой зоны.

Это очень дешевый (средняя стоимость – 4000 рублей) и достаточно производительный насос (подача – 3300 литров/час). Причем силовая установка этого агрегата потребляет всего 800 Ватт, а глубина погружения всасывающей трубы в скважину равняется 8 метрам.

Эти качества делают данную модель желанным гостем на любом дачном участке. Впрочем, дешевому и производительному насосу рады везде.

А еще у данной модели очень удобная подставка – рама насоса имеет собственные ножки-салазки, на которые этот агрегат можно поставить где угодно: хоть в кессоне, хоть на берегу пруда.

Такой агрегат стоит около 4500 рублей (это средняя цена на конец 2014 года). И за эти деньги вы можете купить устройство с подачей 60 литров/минуту и 44-метровым напором. Причем насос торговой марки «Зубр» может обслуживать скважины глубиной до 8 метров.

Впрочем, интересна и комплектация устройства. На станине агрегата смонтированы не только силовой и напорный блок, но и орган управления с интуитивно понятными кнопками. А сама станина выполнена в виде С-образной скобы, нижняя часть которой является подставкой агрегата, а верхняя – ручкой для переноски насоса. Причем весит эта модель всего 7 килограмм.

Насос Marina RSM 5/GA

Это более дорогое, мощно и производительное оборудование, чем те насосы, которые мы рассматривали выше по тексту. Ведь стоит эта модель не менее 9500 рублей, а качает почти 6000 литров/час с напором 60 метров!

Правда мотор такого насоса потребляет 1,4 кВт, глубина «погружения» у всасывающей трубы равна всего 7-7,5 метрам. Но это общий недостаток всех высокопроизводительных насосов поверхностного типа.

Из прочих достоинств следует отметить бесшумную работу двигателя и коррозионную защиту, как корпуса насоса, так и всех внутренних деталей.

А это самый дешевый вариант из всех рассматриваемых в данном обзоре. Стоимость такого насоса не превышает 3500 рублей. Правда и качает он всего 2700 литров в час, отбирая воду с минимальной глубины – 5 метров. Но 50-метровый напор такого оборудования не уступает показателям более дорогих и производительных насосов.

К прочим достоинствам стоит причислить прочный чугунный корпус и рабочее колесо из цветного металла (латуни), устойчивое к коррозии. Эти детали обеспечат долгий срок эксплуатации агрегата, разумеется, при должном обращении с механической частью.

Порядок монтажа колодезных насосов поверхностного типа

Используемый в теплое время поверхностный насос ставится «на колодец» по упрощенной схеме, которая, в развернутом виде, выглядит следующим образом:

Монтаж насоса на кронштейн, фиксируемый у оголовка колодца. Впрочем, насос можно установить и на отдельном постаменте, пристроенном у оголовка колодца. Фиксацию станины насоса к опорной поверхности выполняют с помощью обычных или фундаментных болтов.
Присоединение к всасывающему патрубку трубы с фильтром. Причем на конце трубы монтируют обратный клапан, препятствующий сливу воды в колодец после завершения работы насоса. Ну а фильтр монтируют у самого патрубка или у обратного клапана.
Спуск тубы в колодец. Причем для устойчивости на торец трубы крепят груз – обрезиненный стальной шар или обычный камень. Ну а глубина погружения трубы будет на один метр меньше глубины колодца, но не более 10 метров (или иной отметки, указанной в паспорте насоса).
Присоединение к напорному патрубку магистрали, подающей воду в дом или ирригационную систему.

В финале описанного процесса проводятся пусконаладочные работы, заключающиеся в заполнении всасывающей трубы и рабочей камеры водой (с помощью ручной помпы), и подключения агрегата к электросети. После этих манипуляций насосом можно пользоваться по прямому назначению – при включенном моторе из напорного патрубка польется вода.

В зимнее время монтаж выполняется немного сложнее. Ведь и насос, и напорную ветвь трубопровода придется изолировать от низких температур. Поэтому агрегат монтируют в кессоне, а напорную ветвь закапывают в траншею, глубиной до 1,5 метров. Ну а прочие манипуляции – аналогичны вышеописанным действиям.

Вихревой насос, используемый для перекачивания жидких сред, неслучайно пользуется такой высокой популярностью как на производстве, так и в быту. Современные производители предлагают вихревые насосы различных видов, отличающиеся друг от друга как своими конструктивными особенностями, так и принципом работы, но общим для всех подобных устройств является наличие в их конструкции рабочего колеса, оснащенного специальными лопатками.

Особенности конструкции

Основной элемент любого вихревого насоса, как уже было сказано выше, – рабочее колесо (крыльчатка), оснащенное лопастями, которые по отношению к оси такого колеса могут располагаться в радиальном или наклонном положении. Вращение крыльчатки происходит во внутренней части цилиндрической камеры, зазоры между стенками которой и торцевыми частями лопаток минимизированы. Жидкая среда сначала всасывается через входное отверстие, затем перемещается под действием лопастей во внутренней камере насосного устройства и выталкивается через выходной патрубок.

Конструктивно крыльчатка вихревого насоса представляет собой большой стальной диск, по окружности которого с помощью фрезерования сделаны выемки, формирующие лопасти. Принимающий и выходной патрубки вихревого насоса находятся в верхней части его корпуса.

Во внутренней части вихревых насосных устройств имеется отливной канал, который концентричен оси вала и направлен от принимающего патрубка к выходному. Разделение всасывающей и напорной полостей рабочей камеры обеспечивает специальная перемычка, которая прижимается к рабочему колесу с минимально существующим зазором (составляющим две десятых миллиметра) и одновременно перекрывает не менее двух лопастей.

Если сравнивать насосы вихревые с устройствами обычного центробежного типа, то при аналогичных размерах и равной частоте вращения крыльчатки первые способны создавать значительно более высокое давление перекачиваемой среды (в семь раз больше). Вихревые насосы за счет особенностей своей конструкции могут не только функционировать в самовсасывающем режиме, но и перекачивать газово-жидкостные среды.

Крыльчатка насоса вихревого типа, вращающаяся внутри его корпуса, располагается в нем эксцентрично. Так создается наименьший зазор между торцевой частью лопаток и внутренними стенками камеры. Наиболее значимое различие центробежных и вихревых насосов состоит в том, что в последних жидкость, попадающая в рабочую камеру, двигается по касательной по отношению к окружности крыльчатки. Продвижение жидкости по специальной канавке, проходящей по всей окружности рабочей камеры, обеспечивается за счет центробежных сил, создаваемых при вращении жидкой среды совместно с крыльчаткой. Канал, по которому жидкость внутри вихревого насосного устройства перемещается от принимающего патрубка к выходному, разделен специальным уплотнительным выступом. Последний необходим для того, чтобы не допустить попадания перекачиваемой жидкой среды из напорной зоны во всасывающую камеру.

Принцип действия

Принцип действия вихревых насосов довольно прост. При совместном вращении перекачиваемой жидкой среды и крыльчатки создаются центробежные силы, под действием которых жидкость выталкивается в выходной патрубок под определенным напором. Если сравнивать центробежный и вихревой насосы по принципу действия, можно выделить ряд отличий.

Так, особенности функционирования вихревого насоса заключаются в следующем.

При вращении крыльчатки в принимающий патрубок поступает небольшой объем перекачиваемой жидкости, которая начинает перемещаться по специальным пазам вращающегося элемента устройства.
Жидкость, попавшая в пазы крыльчатки, перемещается по ним от периферийной части лопастей к центральной (центробежный самовсасывающий насос работает по-другому).
Жидкость внутри насоса под воздействием центробежной силы перемещается по канавкам в лопатках в обратную сторону (к их периферии) и под определенным напором выталкивается в выходной патрубок.
В области принимающего патрубка лопатки, вращаясь, создают разрежение воздуха, что и обеспечивает всасывание жидкости во внутреннюю часть насоса.

Конструкция вихревого насоса разработана таким образом, что за один оборот крыльчатки цикл всасывания перекачиваемой жидкости и ее выталкивания в напорный патрубок повторяется много раз, что приводит к увеличению энергии потока жидкой среды и, соответственно, возрастанию значения формируемого напора.

Основные разновидности

Вихревые насосы по своему конструктивному исполнению делятся на две категории:

открыто-вихревые;
закрыто-вихревые.

Насосы первого типа отличаются следующими конструктивными особенностями.

Лопасти, которыми оснащена крыльчатка, имеют удлиненную форму.
Крыльчатка, если сравнивать ее с просветом рабочего канала, отличается уменьшенным диаметром.
Кольцевой канал соединен с напорным патрубком.

Электронасосы закрыто-вихревого типа также обладают определенными конструктивными особенностями.

Лопатки насосов данного типа, если сравнивать их с подобными элементами открыто-вихревых устройств, более короткие и располагаются на поверхности рабочего колеса под разными углами.
Поперечное сечение внутренней камеры равно диаметру рабочего колеса.
Кольцевой канал закрыто-вихревых насосов соединяется и с принимающим патрубком, и с выходным.

Естественно, различия затрагивают не только конструкцию насосного оборудования указанных типов, но и принцип действия таких устройств. Насосы открыто-вихревого типа функционируют следующим образом.

Перекачиваемая жидкость по принимающему патрубку поступает во внутреннюю рабочую камеру.
Захваченная вращающейся крыльчаткой, перекачиваемая среда попадает в кольцевой канал.
Вихревой поток перекачиваемой жидкости, перемещаясь по кольцевому каналу, способствует формированию напорного потока, который и направляется к выходному патрубку.

Поскольку диаметр крыльчатки у насосов закрыто-вихревого типа, как уже говорилось выше, равен поперечному сечению рабочей камеры, жидкость из входного патрубка сразу попадает в кольцевой канал, где и создается напорный поток.

Классифицируют насосы вихревого типа и по их расположению относительно перекачиваемой среды. Так, в зависимости от данного параметра различают:

устройства погружного типа, которые, как понятно из их названия, в процессе эксплуатации находятся в толще перекачиваемой среды (используют такие насосы как в бытовых, так и в промышленных целях, перекачивая с их помощью чистые жидкости не слишком высокой вязкости);
насосы поверхностного типа, которые располагают в непосредственной близости от резервуара с жидкой средой или скважины, надежно защищая их корпус от попадания жидкости (оборудованием данного типа оснащают оросительные системы и системы подачи воды для бытовых целей).

Кроме вихревых насосов классической конструкции, современная промышленность выпускает совмещенные устройства.

Насосы свободно-вихревого типа имеют конструкцию, которая позволяет им перекачивать сильно загрязненные жидкие среды. Данные устройства применяют в качестве дренажных и фекальных насосов, а также для оснащения очистных сооружений и в горнодобывающей промышленности (без помощи такого оборудования не обходится бурение скважин, из которых необходимо откачивать жидкие среды).
Насосы центробежно-вихревого типа способны работать с жидкими средами, температура которых доходит до 105°. Конструктивной особенностью таких насосов является то, что они оснащены сразу двумя рабочими колесами: центробежным и вихревым. За счет такой конструктивной особенности данное оборудование отличается значительно более высоким КПД (по сравнению с классическими вихревыми устройствами).
Вакуумные насосы вихревые могут использоваться в качестве воздуходувки или для откачивания воздуха – создания неглубокого вакуума. Такие насосы просты в использовании и не нуждаются в сложном техническом обслуживании. Они находят широкое применение в качестве теплового аппарата, при помощи которого обеспечивается подача и распространение требуемого количества теплого или холодного воздуха. В частности, такое оборудование успешно используют для сушки стеклотары, с его помощью осуществляют аэрацию искусственных и естественных водоемов.

Достоинства и недостатки

У вихревого центробежного насоса специалисты отмечают целый ряд достоинств.

Вихревой поверхностный насос, если сравнивать его с обычными центробежными с такими же габаритами, способен создавать в семь раз больший напор перекачиваемой жидкости. Благодаря этому свойству подобный насос высокого давления, способный работать с производительностью до 12 литров перекачиваемой жидкой среды в минуту, отличается компактными габаритами.
Многие модели вихревых насосов обладают самовсасывающей способностью, то есть могут запускаться даже в том случае, если входной трубопровод предварительно не заполнен жидкой средой.
Устройство вихревого насоса позволяет использовать такое оборудование для перекачивания не только жидких сред, но и смесей, содержащих в своем составе газообразные включения. Более того, устройства данного типа способны как перекачивать комбинированные среды, так и обеспечивать их транспортировку по трубопроводам с хорошим напором.
В качестве насоса для скважины устройства вихревого типа способны поднимать перекачиваемую жидкую среду с глубины, доходящей до 20 метров.
Поверхностный насос вихревого типа может создавать напор перекачиваемой жидкой среды, не уступающий по своим показателям напору, формируемому при помощи насосного оборудования промышленного назначения.
За счет особенностей своей конструкции вихревой самовсасывающий насос может успешно использоваться для перекачивания и транспортировки летучих жидких смесей (таких, например, как бензин и сжиженный газ).

Естественно, есть у вихревого насосного оборудования и недостатки. Перечислим наиболее значимые из них.

Значение КПД такого оборудования не превышает 45%. Из-за такого низкого КПД использование высокомощных насосов вихревого типа является экономически нецелесообразным. Как правило, применение вихревых насосов для скважин или перекачивания рабочих сред из резервуаров предпочтительно в тех случаях, когда использовать центробежное или любое другое насосное оборудование не представляется возможным.
Применять такой насос для воды допускается только в том случае, если жидкая среда, которую предстоит перекачивать, чистая и не содержит нерастворимых включений.
Особенности конструкции вихревых насосов не позволяют использовать такие устройства для перекачивания вязких жидкостей.

Сферы применения

Существует множество сфер использования вихревых насосов. Рассмотрим наиболее распространенные из них.

С помощью насосных установок на предприятиях химической промышленности перекачивают кислоты, щелочи и другие агрессивные жидкие среды. Насосы вихревого типа отличаются простотой конструкции, что позволяет использовать для их оснащения детали, изготавливаемые из химически стойких полимеров и металлических сплавов, трудно поддающихся механической обработке и литью.
С помощью вихревых насосов транспортируют летучие жидкости. С последними в насос закачивается и пар, который они выделяют. Эффективно справляется с такими смесями насосное оборудование вихревого типа, в отличие от самовсасывающего центробежного насоса. Данным оборудованием, в частности, оснащают АЗС и топливозаправочную технику, используемую на аэродромах и в аэропортах.
Перекачивание жидкостей, содержащих в своем составе большое количество растворенных газов, также осуществляется с использованием вихревых насосов.
Насосными установками вихревого типа оснащают маленькие насосные станции, работающие в автоматическом режиме. Здесь использование насосного оборудования других типов нецелесообразно: центробежные насосы в таких случаях малопригодны, а устройства поршневого типа слишком дороги и громоздки.
Вихревое насосное оборудование задействовано в коммунальном хозяйстве, где требуется транспортировка жидкой среды с малой подачей и большим напором.
Данные гидромашины используются в качестве вакуум-насосов, компрессоров низкого давления и вместо водокольцевых компрессоров.
Вихревыми устройствами, выступающими в функции питательных насосов, оснащают маломощные котельные установки.

Вообще, если учитывать принцип действия и технические характеристики вихревых насосов, можно сделать вывод о том, что их применение оправдано в тех случаях, когда перекачиваемую жидкую среду необходимо транспортировать с небольшой подачей, но большим напором.

Самовсасывающие поверхностные насосы используются для обеспечения водой потребителя из колодцев небольшой глубины и открытых источников воды. У обычных поверхностных насосов подъем воды ограничен и его высота составляет обычно не более 8 метров.
До 5 м³/час – производительность таких устройств. Какие особенности имеют поверхностные самовсасывающие насосы, область их применения предлагает познакомиться статья.

Виды поверхностных насосов

Современные производители выпускает несколько типов таких агрегатов.
К основным из них относятся:

Центробежные поверхностные насосы, у которых имеется функция самовсасывания.
Вихревые агрегаты поверхностные, без функции самовсасывания.
Центробежно-вихревые устройства.

Самовсасывающие оснащаются системой эжектора, что дает возможность эффект всасывания сделать больше. В этом случае создается внутри эжектора зона с пониженным давлением.
Вне эжектора давление гораздо выше, и вода прибывает в зону где оно ниже. За счет движения воды создается перепад давления: вода поднимается от вращения лопастей насоса и от эффекта всасывания, что повышает КПД агрегата.
Существует два способа размещения системы эжектора:

Он может находиться внутри устройства.
Эжектор устроен снаружи насоса. В этом случае используется двухтрубная система эжектора.

В быту обычно используются своими руками насосы, у которых эжектор находится внутри. Хотя использование эжекторной системы способно увеличить высоту подъема жидкости, но максимальная высота его в среднем не превышает 8 метров.
При внешнем расположении эжектора в некоторых изделиях самовсасывающих насосов есть возможность увеличить до 30 метров высоту подъема воды.

Конструкция центробежных самовсасывающих насосов

Служат для перекачивания жидкостей как чистых, так и мутных и с частицами твердых включений.
По конструктивным особенностям бывают:

Одноступенчатые (см. ).
Многоступенчатые.
С опорой подшипника.
В исполнении в виде блока.

Преимуществами таких устройств являются:

Возможность обеспечения перекачки сильно загрязненных или с наличием твердых включений жидкостей.
Использование различных материалов при их изготовлении, позволяет применять агрегаты в широком диапазоне.
Устройство при перекачке жидкости не реагирует на проникновение воздуха или газа в систему.

К конструктивным особенностям центробежных самовсасывающихся насосов относятся:

Удобство в обслуживании.
Быстро изнашиваемые стенки можно легко заменить сменными элементами.
В конструкции используются мощные подшипники для опор из модульной системы.
Торцовое уплотнение размещено в масляной камере, что предохраняет его при эксплуатации агрегата всухую.

Принцип работы устройства заключается в следующем:

При засасывании воздух смешивается с находящейся жидкостью .
Под действием центробежной силы смесь воды и воздуха поступает из корпуса, имеющего вид спирали, в верхнюю часть корпуса насоса.
Конструкция корпуса насоса позволяет снизить скорость потока, что дает возможность воздуху отделиться от жидкости.
Воздух направляется в напорный трубопровод.
Освобожденная от газа вода поступает обратно в спиральный корпус.
После удаления воздуха агрегат начинает работать в режиме обычного центробежного насоса.

Недостатком таких насосов является то, что их можно включать только при условии заполнения водой корпуса-улитки. Крыльчатка не создает из воздуха всасывающего усилия.

Вихревой насос

Несмотря на то, что центробежные и вихревые насосы принадлежат к одной группе оборудования, между ними имеются некоторые отличия:

Вихревые агрегаты не требуют заливки воды при пуске в работу. Они могут всасывающее усилие сгенерировать даже на основе воздуха.
Вихревой насос более компактный.
Во время работы издает много шума.
Цена его ниже центробежного.
Производительность и напор воды имеют более высокие показатели.

Центробежно-вихревые насосы

Такой насос поверхностный самовсасывающий относится к поверхностному двухступенчатому насосному оборудованию. С его помощью можно перекачивать нейтральные жидкости в широком температурном диапазоне.
В устройстве одна ступень работает как центробежный насос, другая выполняет функции вихревого:

От одного колеса к другому перемещение воды производится через каналы, расположенные в крышке корпуса. При совмещении двух принципов работы с общими и отличительными чертами, обеспечиваются улучшенные технические характеристики оборудования.

Совет: Использование сочетания двух моделей в одном агрегате компенсирует отрицательные свойства одного устройства и подчеркивает достоинства другого.

В центробежно-вихревых насосных устройствах расположены два рабочих колеса. Они могут включаться в работу одновременно или последовательно, что зависит от модели агрегата.
Вначале перекачиваемая жидкость направляется на центробежное колесо, оно создает небольшое рабочее давление. Затем она идет к вихревому колесу.
При этом напор увеличивается в несколько раз. В результате получается высокий показатель напора воды, которая идет от насоса, при относительно невысокой ее подаче. Напор воды до 190 метров, а подача при этом не больше 37 кубометров в час.
В насосе жидкость движется между колесами по проводному каналу, расположенному в его крышке. Чтобы исключить возможное осевое перемещение, центробежное колесо фиксируется внутри корпуса, а в конструкции вихревого колеса его обычно используют плавающим.
Существуют модели у которых оба элемента находятся в общем корпусе на одном валу. В этом случае, для уравновешивания осевого усилия при работе, на вихревом колесе делаются отверстия.

Совет: Приобретая такое устройство необходимо обратить внимание, что в его комплект входит электродвигатель, а для специализированных установок мотор выполняется во взрывозащищенном варианте.

Центробежно-вихревой насос имеет КПД немного выше, чем обычный вихревой агрегат для воды. Центробежное колесо устройства состоит из двух вращающихся дисков, между которыми расположены лопасти, как показано на фото.

Лопасти развернуты от направления движения колеса в противоположную сторону.
Во время работы в этой части устройства происходит:

Через всасывающий патрубок наполняется полость первой ступени агрегата.
Колесо начинает вращаться.
Возникающая центробежная сила, отбрасывает жидкость от центра камеры к стенкам.
Создаваемое внутри агрегата давление, через специально выполненные каналы вытесняет воду в сторону второй ступени устройства.
В центральном отделе колеса идет разряжение давления, и за счет этого из всасывающего трубопровода поступает новая партия воды.
Таким путем происходит непрерывное попадание воды в центробежную ступень насоса и удаление ее из камеры.

В вихревой составляющей происходит:

Колесо, имеющее вид плоского диска, с расположенными на нем короткими лопастями радиальной формы, начинает вращаться.
Самовсасывающий вихревой насос втягивает через специальный патрубок дополнительно воздух, за счет создания вакуума внутри пространства.
Перекачиваемая жидкость, поступающая из центробежной ступени, смешивается с воздухом.
Разность давлений позволяет в камере разделить компоненты.
Воздух через специальные отверстия выходит наружу.
Вода продолжает циркуляцию внутри второй ступени агрегата.
В центробежном режиме насос начинает работать после полного удаления воздуха.

Совет: Для предотвращения попадания воздуха и воды назад в подающий канал, необходимо на всасывающем фланце размещать обратный клапан.

Такое удачное сочетание двух типов конструкций насосов позволяет улучшить их технические характеристики и увеличить диапазон использования.

Самовсасывающие насосы с ижектором

Поверхностный самовсасывающий насос с эжектором работает по принципу вихревого насоса.
Инструкция указывает, что здесь:

В прямоточный корпус агрегата вводится тонкая трубочка, для подачи потока воды с большой скоростью и высокой плотностью.
На выходе из трубки такой поток способствует зарождению у выхода из корпуса эжектора области разрежения.
На входе в корпус создается всасывающее усилие.

Совет: Установив такое устройство на насосе или всасывающем шланге, можно значительно увеличить глубину скважины, из которой можно выкачивать воду до 30 метров.

Недостатком в этом случае служит увеличение шума при работе устройства и падение производительности насоса. Но увеличение мощности двигателя и удаление насоса из жилой площади эти недостатки компенсирует.

Совет: При выборе насоса следует ориентироваться, что для промышленного обеспечения водой нужно использовать насос вихревого типа, а для бытовой водопроводной системы – бесшумный насос центробежного типа.

Насосы, у которых эжектор вынесен наружу работают практически без шума. Видео в этой статье подробно показывает работу всех типов поверхностных самовсасывающих насосов.

Главная > Устройства