Для чего нужны насосы

Виды и типы насосов Статья

Насосом называют гидравлическую машину, которая преобразовывает различные виды энергии в энергию потока жидкости. В нашей статье мы подробно поговорим про разные виды насосов, про их классификацию, расскажем о том, как они работают, разберем самые популярные вопросы. В настоящее время существует более 2500 видов насосов, а уж сколько их моделей, наверное, не знает никто.

Классификация насосов

Существует множество вариантов классификации: по конструкции, реализации, типу перекачиваемой среды, потребляемой энергии и другие, но, на наш взгляд, основной является классификация по принципу их действия. Именно с этого мы и начнем. Разберем самые распространенные типы и принцип их действия.

Объемные насосы

Очень распространенный тип, который включает в себя несколько подвидов. Принцип действия основан на вытеснении жидкости из рабочей камеры, к их общим признакам относят:

• Герметичность;
• Цикличность – в данном случае подача жидкости осуществляется порциями, а не равномерно;
• Способность к самовсасыванию.

А теперь разберем самые распространенные виды объемных насосов, а также поговорим про их преимущества и недостатки.

Импеллерные

Принцип работы импеллерного насоса основан на вращении ротора с установленными на нем гибкими пластинами. Эти пластины сжимаются, когда проходят усеченную часть (где расстояние между корпусом и ротором минимальное). Их изготавливают из специальных материалов, которые накладывают определенные ограничения на импеллерный насос. К существенным недостаткам такой конструкции относят присутствие деталей, которые изнашиваются, ограничения по средам, которые можно перекачивать, выход из строя рабочего колеса при работе «впустую», а также определенные ограничения по температуре жидкости, с которой может работать данный тип.

Однако есть и ряд преимуществ. Прежде всего, это простота и производительность конструкции, а также способность работать даже с вязкими материалами (степень вязкости ограничена характеристиками импеллерных насосов). Имеют возможность менять направление (функция реверса), в рабочей камере нет неактивных зон, где перекачиваемая жидкость будет застаиваться. Кроме того, они достаточно просты в обслуживании.

Винтовые

Устройство винтового насоса очень простое: в корпусе находятся несколько роторов, которые вращаются внутри статора. Жидкость перемещается во время вращения роторов вдоль оси винта. Могут использоваться для перекачки жидкостей (в том числе и различной степени вязкости), пара или газа, также могут выдерживать большое давление. В настоящее время это один из самых распространенных типов насосов, который используется даже в нефтяной промышленности.

К преимуществам относят простоту и эффективность конструкции, равномерную перекачку, способность к самовсасыванию, возможность организовать на выходе высокое давление, а также тихую работу (впрочем, уровень шума может быть различным и зависит от конкретной модели). Но есть и недостатки: хоть конструкция и простая, но изготовить ее сложно и дорого, ведь для нормальной производительности нужно изготовить очень точные винты. Также отсутствует возможность регулировки рабочего объема. Винтовые насосы нельзя запускать вхолостую, так как из-за этого сильно увеличивается коэффициент трения, что может привести к его перегреву и поломке.

Схема винтового насоса

Пластинчатые

Работают на принципах пластинчатой гидромашины, устройство можно посмотреть на картинке снизу. К достоинствам данного типа относят невысокий уровень шума, возможность регулировки рабочего объема (это делают не всегда), а также относительно ровная подача. Однако, недостатки очень существенны, что серьезно ограничивает распространение данного типа. Прежде всего, сама конструкция достаточно сложная и плохо пригодна к ремонту. Рабочее давление низкое (в сравнении с многими другими типами насосов), а при низких температурах пластины начинают залипать. Именно поэтому пластинчатые насосы широко используются лишь в некоторых сферах.

Схема пластинчатого насоса

Поршневые

Поршневые насосы можно отнести к достаточно распространенным. Принцип работы простой: движение поршня создает пустоту в полости, куда поступает жидкость. При движении поршня в обратном направлении, клапан закрывается и не допускает вытекание жидкости обратно. Главный недостаток в такой схеме работы в том, что жидкость будет двигаться неравномерно. Это решают установкой нескольких поршней, что делает движение более равномерным, без выраженных скачков.

Это один из самых древних типов, который использовался еще до нашей эры, тогда для движения поршня использовали мускульную силу. К их преимуществам относят надежность, производительность, КПД (это актуально для насосов с несколькими поршнями), а также способность начинать работу будучи незаполненным (в определенных ситуациях это очень важный параметр).

Мембранные

В мембранном насосе в качестве рабочего органа выступает гибкая пластина, которая может изгибаться. В действие ее может приводить либо пневматический привод (в данном случае можно говорить о работе при изменении давления воздуха), либо механический привод. Данный тип насоса используется в основном в промышленности: в химической, пищевой, нефтяной.

К преимуществам относят простоту и надежность конструкции, в которой отсутствуют вращающиеся детали. Если привод пневматический, то это позволяет безопасно работать с горючими жидкостями (этим и обуславливается использование мембранных насосов в пищевой и в химической промышленностях). Однако, есть и недостатки: мембрану необходимо часто менять, кроме того, клапаны могут выходить из строя при загрязнении, что также потребует их замены или очистки. С другой стороны, техническое обслуживание данного типа насоса очень простое.

Динамические насосы

Главной особенностью динамических насосов, в отличие от объемных, является то, что жидкость (или иная среда) постоянно сообщается как с входным, так и с выходным патрубками, что позволяет создать равномерную подачу. Их также существует много различных типов, остановимся на самых распространенных.

Центробежные

В центробежных насосах среда движется за счет вращающихся лопастей ротора. Могут перекачивать как жидкости, так и газы (в данном случае их называют компрессорами). А целом, устройство достаточно сложное, но сам принцип действия простой. Минусом является большое количество вращающихся и двигающихся частей. Выпускаются в различных вариантах, при этом коэффициент полезного действия центробежного насоса может быть до 92, что достаточно высоко. Используются в множестве сфер, есть даже специальные модели для космических аппаратов, которые отвечают за терморегуляцию.

Схема, принцип работы центробежного насоса

Вихревые

Вихревые насосы преобразовывают механическую энергию в энергию потока за счет образования вихрей в рабочей камере. Это достаточно распространенный тип насоса, про который мы написали отдельную статью.

Осевые

Принцип работы осевых насосов во многом схож с центробежными, однако в данном случае жидкость движется вдоль оси. Движение также равномерное, кроме того, данный тип насосов предназначен для перекачки очень больших объемов. Существует две разновидности: поворотно-лопастные и пропеллерные, также есть осевые компрессоры, которые предназначены для перекачки газов.

Виды насосов

Выше мы говорили про классификацию по принципу действия, где выделили две больших группы, каждая из которых включает множество видов. Но если говорить об использовании насосов в быту, то здесь их обычно разделяют по совсем иным факторам. Например, по расположению относительно среды, которую нужно перекачивать. Выделают погружные и поверхностные, которые, в свою очередь, делятся на разные классы (преимущественно по назначению, это самый популярный способ классификации). В каждом классе могут быть разные типы насосов по принципу действия, о чем мы подробно расскажем ниже.

Погружные насосы

Погружные насосы полностью помещают в воду, как корпус, так и двигатель (хотя, в некоторых случаях последний может быть и снаружи). Их главная особенность – возможность перекачивать воду с очень больших глубин. Обычно это динамические насосы, среди которых самыми распространенными являются вибрационные и центробежные. Для разных целей выпускают разные насосы, чаще всего можно встретить три вида.

Погружной насос для дома

Дренажные

Дренажные насосы применяют там, где вода очень грязная. Ее откачивают из подвалов, канав, ям и т.д. Конструкция большинства моделей подразумевает возможность перекачивать воду с посторонними твердыми или вязкими включениями и это главная особенность данных насосов. Некоторые модели даже имеют измельчители. Их могут применять и в сельском хозяйстве для полива, там, где нет возможности забирать чистую воду. Кстати, канализационные насосы также можно отнести к дренажным.

Колодезные

Наиболее распространенный тип, который можно увидеть практически на каждой даче. Колодезные насосы чаще всего бывают вихревые, но встречаются и другие типы. Предназначены для перекачки чистой воды с небольших глубин, в грязной воде их использовать нельзя. В продаже можно увидеть множество моделей, главное отличие между ними – мощность.

Скважинные

Являются разновидностью колодезных, отличаются меньшим диаметром. Как понятно из названия, скважинные насосы предназначены для перекачки воды из скважин, могут работать на больших глубинах, допускается перекачка воды, которая содержит незначительно количество посторонних примесей (впрочем, это зависит от конкретной модели.

Поверхностные насосы

Главная их особенность в том, что мотор не расположен непосредственно в воде. Их устанавливают рядом, а в воду опускают водозаборный шланг. Всего их существует более ста видов, каждый из которых используется для определенных задач.

Насосные станции

Наиболее распространенный тип. Принцип работы насосной станции может быть разным, но наиболее распространенный тип это двигатель и накопительный бак. То есть, насосная станция закачивает воду в накопительный бак, в котором вода находится под давлением, после его заполнения мотор отключается. Когда нужна вода, человек открывает кран и вода под давлением начинает течь. Соответственно, чем больше объем бака, тем реже работает мотор (хотя, это также зависит и от частоты использования воды).

Насосная станция – один из самых простых и недорогих способов обеспечить водоснабжением дач или загородный дом. Кроме того, если бак заполнен, водой можно пользоваться даже тогда, когда отсутствует электричество, что является существенным плюсом.

Насос поверхностный, насосная станция

Самовсасывающие

Один из самых простых типов, которые отличаются очень простым устройством и высокой надежностью. Они делятся на два типа: эжекторные и безэжекторные. В первом случае присутствует эжектор, в котором создается вакуум и за счет этого происходит всасывание воды. Во втором случае забор воды происходит с помощью гидравлики. К недостаткам относят небольшую высоту подъема воды (для безэжекторных моделей).

Это не все типы, есть также фекальные, фонтанные и т.д. Главным недостатком поверхностных насосов являются сложности с их использованием зимой. Например, насосные станции, которые расположены на открытом воздухе, при отрицательных температурах использовать не получится. Это решают установкой в отапливаемом помещении, но даже при этом все равно требуется обогрев шлангов.

Как выбрать насос?

Выше мы рассказали лишь о нескольких видах и типах насосов, но даже их достаточно много, поэтому выбор может быть достаточно сложным. По большому счету, правильный выбор сводится к определению задач и целей, а также условий эксплуатации, под которые и выбирается наиболее подходящая модель. Ниже мы поговорим об основных параметрах, а также разберем типичные ошибки покупателей.

Пропускная способность

Пропускная способность это ключевая характеристика, на которую обращают самое пристальное внимание, а вот про другие уже попросту забывают. Конечно, определить необходимый параметр достаточно просто: нужно лишь знать, сколько воды может тратиться единовременно, то есть, отталкиваться от максимальных значений. Почему? Все просто: в этом случае будет запас и не будет ситуаций, когда при открытии двух кранов напор становится очень слабым. Обычно определяют это значение и делают запас около 20-30%. Например, если в доме есть туалет, ванная и кухня, которые могут использоваться в одно время, будет достаточно насоса с пропускной способностью около 2 кубических метров в час.

Разумеется, если речь идет о поливе участка, периодическом заполнении водой емкостей, в данном случае пропускная способность принципиального значения не имеет, она будет влиять лишь на скорость заполнения этих емкостей, ну а для полива будет достаточно практически любого насоса (за некоторыми исключениями, но, полив и орошение – это отдельный разговор).

Выбираем насос, напор и давление, вода

Напор

Напор показывает высоту, на которую насос способен закачать воду. Эта характеристика может быть обозначена либо в метрах, либо в барах, либо в атмосферах (технических). В последнем случае, одна атмосфера – чуть меньше 10 метров. То есть, насос с напором 3 атмосферы способен перекачивать воду на высоту до 30 метров. Однако, чаще всего этот параметр указывает в барах. Также отметим, что «напор» — обиходное слово, правильно говорить – «давление». 1 бар примерно 110 сантиметров. В принципе, большой разницы между атмосферой и баром нет, кроме тех случае, когда нужна исключительная точность расчета.

Соответственно, нужно выбирать насос с таким напором (давлением), который решает ваши задачи и имеет небольшой запас. Впрочем, если говорить про использование в быту, на этот параметр обращают внимание очень редко. Просто потому, что даже самые дешевые модели (в районе 1000 рублей) имеют данный показатель на уровне от 2 до 4 бар, чего чаще всего более чем достаточно (для справки, высота пятиэтажного дома в среднем около 19-20 метров).

Параметры воды

Насосы могут предназначаться как для чистой, так и для грязной воды. Последние стоят дороже, но если вам необходимо перекачивать воду, в которой много грязи, другого выбора у вас нет. А если использовать обычный насос для перекачки грязной воды, то он попросту быстро выйдет из строя, вне зависимости от его типа. Также обратите внимание на допустимую температуру воды, при этом если с отрицательной все понятно, то не все знают, что некоторые насосы не могут работать с горячей водой.

Это все параметры, на которые нужно обратить внимание. Конечно, их гораздо больше, но мы решили не усложнять стать. Да и каждый тип насоса имеет свои особенности и дополнительные функции, которые могут быть как важны, так и бесполезны.

Ошибки при покупке насоса

Люди делают ошибки при покупке абсолютно любых товаров и насосы не являются исключением. Мы упомянем лишь пять самых распространенных, не повторяйте их.

Выбор насоса исключительно по цене – первая ошибка. Конечно, обычно у человека есть определенный бюджет, но мы говорим о том, что люди зачастую смотрят только на цену, при этом, не обращая внимания на тип, параметры и т.д. Это ошибка, которая может привести к тому, что оборудование не будет справляться со своими задачами на сто процентов или вообще не сможет работать.

Ко второй ошибке отнесем ошибки в подборе режима эксплуатации. Все дело в том, что не все насосы могут работать без перерывов или на протяжении длительного времени. Что интересно, это относится не только к дешевым моделям, но и к дорогим и обуславливается особенностями конструкции. Например, импеллерные насосы при постоянной эксплуатации могут быстро выйти из строя, так как большинство моделей предназначены для периодического включения. Поэтому, если вам необходима длительная эксплуатация, то отнеситесь к выбору гораздо более ответственно.

Люди думают, что насосы от европейских или российских производителей лучше, чем китайские. Это отдельный и очень долгий разговор, скажем лишь то, что большинство «российских» насосов производят в Китае (это можно отнести и ко многим другим инструментам и оборудованию). Но и европейские бренды по большей части производятся в Китае. Это объясняется более дешевой рабочей силой, наличием производственных мощностей. Что касается качества, то все зависит от контроля со стороны заказчика и его технических заданий. Условно, на одной фабрике могут делать как плохие насосы, так и очень хорошие. Поэтому не думайте, что очень дорогие бренды значительно лучше неизвестных. Да, они лучше, но не на такую разницу в цене (в которую, кстати, входит еще и продвижение этого бренда). Самое дорогое – переплата, самое дешевое – скорее всего плохое, поэтому смотреть правильно на средние цены.

Игнорирование законов физики и гидравлическую схему – распространенная ошибка. Конечно, каждый человек не обязан в этом разбираться, но вам как минимум стоит подумать и спросить (у продавца или на профильных форумах). В противном случае насос может перегреваться, выходить из строя, да и напор воды будет попросту слабым. А иногда люди покупают поверхностные насосы и удивляются, почему они не качают воду из скважины или глубокого колодца.

Пятая ошибка – выбор неправильного типа насоса. Чаще всего она возникает из-за желания сэкономить деньги. Однако отметим, что это редко относится к использованию в быту, чаще всего речь идет о каком-либо производстве.

Вам может показаться, что мы написали слишком длинную статью про обычные насосы, но, как вы видите, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Ведь главная задача при покупке любого оборудования – купить то, что нужно и то, что будет надежно. Насосы не являются исключением. И если вы не хотите потратить деньги впустую, нужно хотя бы немного разбираться в этой теме.

Что такое насосы и как они работают

Насос это устройство, которое добавляет энергию жидкости, чтобы она могла перемещаться из одной точки в другую. Основное его назначение перекачивать воздух или жидкость. Они используются в аквариумах, септических системах, для автомобилей. Существует большое количество различных типов насосов и множество способов их использования.

Как правило, они делятся на две категории: автоматические и ручные. Автоматические насосы обычно работают от внешнего источника питания. По большей части, источником энергии является электричество.

Некоторые автоматические насосы могут работать от батареи, однако они не так мощны, как те, которые подключаются к электрической розетке. Ручные насосы работают с помощью руки или ноги человека, который перемещает воздух или жидкость.

Большинство насосов в жилых и коммерческих помещениях обрабатывают воду, и они находят применение во многих строительных системах: пожарные насосы обеспечивают подачу воды под давлением для пожарных и автоматических гидрантов, вспомогательные насосы подают питьевую воду на верхние этажи высотных зданий, а гидронические насосы играют важную роль в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, которые обеспечивают тепло и охлаждение с помощью воды.

Автомобильный насос

Все шины быстро теряют давление, будь то утечка воздуха, падение температуры окружающего воздуха, или медленно из-за нормального просачивания воздуха через резину. Ненакачанные шины также потребляют больше энергии, что повышает расход топлива на вашем автомобиле. Вот почему важно иметь в своей машине автомобильный насос.

Механический (ручной или ножной)

Обычно это простое расположение поршня/цилиндра, который всасывает воздух через простой односторонний клапан, а затем сжимает его иногда в накопительный бак. Этот простой инструмент имеет поршень кожаного типа, который позволяет воздуху обходить его при движении вверх, но плотно закрывается для сжатия того же заряда при нажатии.

Автоматический

Это инструмент с электроприводом, подключающийся чаще всего к розетке. Перекачивает воздух по патрубкам с помощью привода, работающего от электричества. Достаточно удобный тип инструмента, однако менее безопасный и более дорогой, если сравнивать с механическим насосом для машины.

Принципы работы насоса

Первичной целью насоса является перемещение жидкости из одной точки в другую путем вытягивания, толчка, броска или комбинации этих методов. У каждого насоса есть силовая часть, будь то паровая турбина, поршневой паровой двигатель, паровая струя или какой-то электродвигатель. Каждый насос также имеет жидкостную часть, в которой жидкость поступает (всасывает) и покидает (нагнетает) насос.

Часто, когда человек думает о насосе, он представляет тип воздушного насоса, который будет накачивать шины. Многие не понимают, что в системе очистки выхлопных газов автомобиля часто используется воздушный насос. Существует несколько различных типов, которые могут использоваться для накачки шин автомобиля.

Могут использоваться ручные насосы, но требуют больших физических усилий. Наиболее популярным способом накачки шин автомобиля является использование автоматического воздушного насоса/компрессора, как те, которые встречаются на многих автозаправочных станциях.

В дополнение к накачке колёс и поддержанию бесперебойной работы системы очистки выхлопных газов автомобиля, существует несколько других способов использования продуктов очистки воздуха в автомобиле.

• В аквариумах и рыбных прудах необходимо поддерживать воду хорошо насыщенной кислородом.
• В септических системах для стимулирования роста бактерий, потребляющих твердые отходы.
• Воздушный компрессор часто используется для работы электроинструментов.

На борту судна насосы используются для выполнения ряда основных работ. Перекачивает питательную воду в котел, отводит конденсат из конденсаторов, подает морскую воду в топку, циркулирует воду для охладителей и конденсаторов, очищает трюмы, перекачивает мазут, сливает мазут в горелки и двигатели и выполняет многие другие функции.

Эксплуатация судовой двигательной установки и почти всех вспомогательных механизмов зависит от правильной работы насосов.Отказ может привести к выходу из строя всей установки.

Консультанты smsm.ru подскажут вам с выбором и помогут приобрести нужный насос.

Типы насосов

Существует большое разнообразие конструкций, но большинство приборов можно разделить на следующие классы:

• Механический вакуумный насос
• Поршневой насос
• Роторный насос (шестерня, винт и крыльчатка)
• Комбинация роторного и поршневого насосов
• Динамические насосы давления
• Центробежный насос
• Насос специального действия (осевой

Обзор основных типов насосов и сфер их применения

Насос – это гидравлическое устройство, которое обеспечивает всасывание воды, ее нагнетание и перемещение. В своей работе они используют принцип передачи жидкости кинетической и потенциальной энергии. Насосы бывают нескольких видов, и деление происходит исходя из их технических параметров. Основные отличия между разными типами насосов для воды является разный КПД, мощность, производительность, напор и давление выходящего потока.

Общая классификация

В настоящее время существует более трех тысяч видов насосов. Они отличаются строением и назначением, а также подходят разных сфер использования. Все это многообразие можно разделить на две большие группы: динамические и объемные насосы.

Объемные насосы — это устройства, в которых вещество перемещается за счет постоянного изменения объема камеры, при этом она поочередно совмещается с входным и выходным отверстием. Их, в свою очередь, можно поделить на:

• мембранные;
• роторные;
• поршневые.

Динамические – это модели, в которых вода перемещается вместе с камерой за счет гидродинамических сил, при этом присутствует постоянное сообщение с входным и выходным патрубком насоса. Динамические насосы бывают струйные и лопастные, при этом последние в свою очередь делятся на центробежные, осевые и вихревые.

Ниже все эти виды насосов, а также их классификация будут рассмотрены более подробно.

Роторные устройства

Обзор водяных насосов открывают роторные устройства. Их принципиальное отличие — отсутствие клапана. Иными словами, роторный насос для воды перемещает воду путем ее выталкивания. Осуществляет этот процесс специальный рабочий элемент — ротор. Это реализуется следующим образом: вода поступает в рабочую камеру. Движение ротора вдоль внутренних стенок рабочей камеры образует изменение объема замкнутого пространства, и вода по законам физики выталкивается.

Достоинства роторных насосов:

• высокий КПД;
• самовсасывание воды;
• возможность обратной подачи воды;
• перекачивание веществ любой вязкости и температуры;
• низкий уровень шума;
• отсутствие вибрации.

Из минусов стоит отметить, что должна быть обеспечена чистота перекачиваемых жидкостей (без твердых вкраплений). Кроме того, сложная конструкция требует дорогостоящего ремонта.

За счет возможности работы с агрессивными и вязкими веществами роторные насосы используются в химической, нефтяной, пищевой, морской промышленности. Подвид роторных насосов – шнековые – активно применяют при добыче нефти. Еще одна сфера применения – коммунальный хозяйства, где с их помощью поддерживают давление в системе отопления, при этом насос не нуждается в смазке и охлаждении.

Поршневые модели

Устройство поршневого насоса основано на вытеснении воды механическим способом. Это один из самых старых типов насосов для воды, но в современном виде его устройство гораздо сложнее, чем раньше. В частности, данные насосы имеют эргономичный и прочный корпус, развитую базу входящих в него элементов, а также гибкие возможности подключения к водопроводу. В связи с этим они широко распространены, как в промышленности, так и в быту.

Насос представляет собой металлический полый цилиндр, который, по сути, является корпусом — в нем осуществляется перемещение жидкости. Физическое воздействие на нее осуществляет поршень плунжерного типа, работа которого может напоминать гидравлический пресс. Работа данного устройства основана на возвратно-поступательных движениях. При движении вверх (поступательное движение) в камере создается разрежение воздуха, что обеспечивает всасывание воды. Вода в камеру поступает через входное отверстие с клапаном, который в этот момент открывает отверстие. При возвратном движении этот клапан возвращается на место, и открывается заслонка выходного отверстия. При этом поршень выдавливает воду. Почти по такому же принципу работает самый обычный шприц.

В такой работе есть один недостаток – жидкость поступает неравномерно. Чтобы устранить это явление, используется сразу несколько поршней, которые двигаются с определенной периодичностью, что и обеспечивает ровный поток.

Существуют поршневые насосы двойного действия. Здесь клапаны расположены с двух сторон, и вода несколько раз проходит по всему цилиндру, то есть поршень при движении перегоняет воду внутри рабочего пространства и некоторую ее часть выталкивает из насоса. За счет этого удалось добиться снижения пульсации в трубопроводе. У конструкции двойного типа есть минус – более сложная система, что делает ее менее надежной.

Основное преимущество поршневых насосов – простота и прочность, основной недостаток – низкая производительность. В целом, подобный тип насосов можно сделать более эффективным, но в этом нет смысла, так как большие мощности с меньшими затратами могут обеспечить другие виды насосов для перекачки воды.

Область применения подобного насосного оборудования достаточно широка. Они позволяют работать не только с водой, но и агрессивной химической средой, а также взрывоопасными смесями. По причине того, что такие устройства не могут перекачивать большие объемы жидкости, они не используются для крупных задач. Тем не менее, подобные насосы часто встречаются в химической промышленности. Также с их помощью можно обеспечить автономную систему подачи воды для дома или для полива. Еще одно место, где такие устройства успешно себя зарекомендовали — пищевая промышленность. Это объясняется тем, что поршневые модели деликатно относятся к пропускаемым через них веществам.

Мембранные устройства

Мембранный насос – это относительно новый вид оборудования для перекачивания жидкостей и прочих веществ. Данный тип оборудования способен работать с газообразной средой и делает это за счет специальной мембранный или диафрагмы. Она совершает возвратно-поступательные движения и с заданной цикличностью меняет объем рабочей камеры.

Конструкция устройства включает:

• мембрану;
• рабочую камеру;
• шток для соединения диафрагмы с валом привода;
• кривошипно — шатунный механизм;
• клапаны для защиты от поступления вещества назад;
• входной и выходной патрубок.

Подобные насосы могут иметь одну или две рабочих камеры. Устройства с одной камерой более распространены, с двумя используются в тех местах, где требуется более высокая производительность.

Работа осуществляется следующим образом: при запуске шток выгибает мембрану, что увеличивает объем камеры и создает в ней эффект вакуума. Это явление обеспечивает всасывание перекачиваемой среды. После заполнения камеры шток возвращает мембрану на место, объем резко уменьшается, и вещество выталкивается через выходной патрубок. При этом для того, чтобы жидкость или газ не попали обратно в момент возвратного движения, вход автоматически перекрывается специальным клапаном.

Существуют модели с двумя клапанами, расположенными параллельно друг другу. Здесь процесс осуществляется аналогично, только рабочих камеры две, и при каждом движении из одного вода выходит, а в другой входит. Такие устройства считаются более эффективными.

Преимущества мембранных насосов:

• могут работать с любой средой;
• небольшой размер;
• тихая работа;
• отсутствие вибрации;
• простота и надежность конструкции;
• экономичность по энергопотреблению;
• поддержание высокой чистоты перекачиваемого вещества;
• невысокая цена;
• длительный срок службы;
• не требуют особого или частого ухода, им не нужна смазка;
• заменить испорченные детали сможет человек без специального образования;
• обладают высокой универсальностью.

При таком обилии плюсов существенных минусов не выявлено.

Мембранный насос широко применяется в медицине и фармацевтике, в фермерских хозяйствах (в доильных аппаратах). Их используют для производства продуктов питания, в атомной сфере. С их помощью делают насосы-дозаторы для использования на производстве лаков и красок, они применяются в полиграфии и в различных местах, где есть потребность работы с ядовитыми и опасными веществами. Работать с последними можно безопасно, так как мембранные насосы имеют высокую герметичность.

Струйные насосы

Струйные модели – это самые простые из всех возможных устройств. Были созданы еще в 19 веке, тогда использовались для откачки воды или воздуха из медицинских пробирок, позже их стали применять в шахтах. В настоящее время сфера применения еще более широка.

Конструкция струйного насоса очень проста, благодаря этому они практически не требуют какого-либо обслуживания. Она состоит из четырех частей: всасывающая камера, сопло, диффузор и смесительный резервуар. Вся работа устройства основана на передаче кинетической энергии, при этом здесь не используется механическая сила. Струйный насос обладает вакуумной камерой, в которую всасывается вода. Затем она двигается по специальной трубе, на конце которой находится сопло. За счет уменьшения диаметра скорость потока увеличивается, он поступает в диффузор, а из него в камеру смешивания. Здесь вода смешивается с функциональной жидкостью, за счет чего снижается скорость, но сохраняется напор.

Струйные насосы бывают нескольких типов: эжектор, инжектор, элеватор.

1. Эжекторный только перекачивает вещество. Работает с водой.
2. Принцип работы инжекторного насоса — нагнетание вещества. Используется для выкачивания пара.
3. Элеваторный применяется с целью понизить температуру носителя, что достигается смешиванием с функциональной жидкостью.

Таким образом, струйные насосы используются для работы с водой, парой или газом. Также они могут выступать для смешивания разных веществ или для поднятия жидкостей (аэролифтовая функция).

Данный вид насосов распространен в различных областях промышленности. Их можно использовать отдельно или в комплексе с другими. Простота конструкция позволяет их использовать в аварийных ситуациях с отключением воды, а также для пожаротушения. Также они популярны в системах кондиционирования и канализации. Многие модели струйного типа продаются с различными соплами.

• надежность;
• нет необходимости постоянного технического обслуживания;
• простая конструкция;
• широкая сфера применения.

Минус — низкий КПД (не более 30%).

Центробежные насосы

В данном виде устройств основным рабочим элементом является диск, на котором зафиксированы лопатки. Они имеют наклон в сторону, противоположную направлению движения. Лопатка закрепляется на валу, который приводится в движение электрическим двигателем. В конструкции может быть использовано одно или два колеса. Во втором случае лопатки соединяют их между собой.

Принцип действия центробежного насоса основан на том, что вода через входной патрубок поступает в рабочую камеру. Среда, захваченная вращающимися лопатками, начинает двигаться вмести с ними. Центробежная сила перемещает воду от центра колеса к стенкам камеры, где создается повышенное давление. За счет него вода выбрасывается через выходное отверстие. Благодаря тому, что вода движется постоянно, насосы такого типа не создают пульсацию в водопроводе.

Использование центробежных насосов в бытовых целях позволяет выполнить различные задачи. Часто они используются для добычи воды из скважины или колодца. Откачанную таким образом воду можно использовать для обустройства водоснабжения дома, а также применить для полива участка. С помощью моделей центробежного типа можно обеспечить циркуляцию теплой воды в отопительной системе: благодаря тому, что перекачивающий центробежный насос не дает пульсации, в системе не будет появляться воздух. Различные подвиды подобных насосов можно использовать для откачивания воды из подвалов или бассейна, для удаления фекальных масс, а также в качестве дренажных машин.

Стоит отметить, что простые насосы с центробежной системой предназначены для чистой воды без твердых элементов. Различные подвиды позволяют работать и с загрязненной средой.

Осевые модели

В устройствах такого типа полностью отсутствуют центробежные силы, и весь процесс происходит путем передачи кинетической энергии. В рабочей камере, которая имеет изгиб, лопасти находятся на оси. Она расположена по ходу движения потока. Вода двигается через камеру, ось усиливает ее скорость движения и напор. За счет такой конструкции требования к их производству довольно серьезные. Чаще всего подобные насосы используют в качестве системы балласта и управления в кораблях, плавучих доках и подобной технике.

Основная задача подобных насосов – перекачивание пресной и соленой воды. Используются для отвода, снабжения и очистки воды. Осевые насосы могут иметь очень компактные размеры и устанавливаться внутри водопровода.

Вихревые насосы

Вихревые насосы имеют сходное строение с центробежными, только в них подвод воды осуществляется таким образом, что вода при попадании в камеру двигается по касательной относительно периферии и смещается к центру колеса, откуда под давлением и за счет движения лопастей вновь уходит на периферию, и уже оттуда выбрасывается через выходной патрубок. Основное отличие заключается в том, что при одном обороте колеса с лопастями (крыльчатки) цикл всасывания и выталкивания воды происходит много раз.

Такая конструкция позволяет увеличить напор в 7 раз даже при небольшом количестве воды — в этом заключается принципиальное отличие вихревых насосов от центробежных. Так же, как центробежные насосы, данные модели не терпят содержание в воде твердых вкраплений, а также не могут работать с вязкими жидкостями. Однако с их помощью можно перекачивать бензин, различные жидкости с содержанием газа или воздуха и агрессивные вещества. Минус – низкий КПД.

Подобные насосы применяются в разных целях и сферах, но их установка целесообразна в том случае, если количество вещества, с которым нужно работать, небольшое, но на выходе нужно высокое давление. В сравнении с центробежными моделями данные устройства тише, меньше и дешевле.

Классификация по типу питания

Все водяные насосы имеют определенный способ питания – от электричества или за счет жидкого топлива. В последнем случае они обязательно оснащены двигателем внутреннего сгорания. В качестве жидкого топлива используется смесь бензина и масла или дизельное топливо.

Бензиновые модели стоят дешевле и работают более тихо. Дизельные устройства заправляются соляркой. Цена у них дороже, но топливо стоит дешевле. Кроме того, они более шумные.

Насосы на жидком топливе иначе называют мотопомпой. Основное их преимущество заключается в простоте использования и мобильности, то есть использовать можно в любом месте, если нет электричества.

Электрические модели используют для работы переменный ток. Владельцу такого насоса нет необходимости переживать о наличии топлива, однако следует позаботиться о постоянном наличии электроэнергии, что не всегда удобно.

Классификация по качеству жидкости

Разные типы насосов предъявляют те или иные требования к чистоте воды. Все устройства можно делить на три типа.

1. Для чистой воды. Содержание в ней твердых частиц не должно превышать 150 грамм на кубический метр. К таким моделям относятся поверхностные насосы, а также колодезные и скважинные.
2. Для среднезагрязненной воды. Нерастворимых вкраплений от 150 до 200 грамм на кубометр. Дренажные, циркуляционные и самовсасывающие виды. Также некоторые фонтанные модели.
3. Для грязной воды. Твердых веществ от 200 грамм на метр в кубе. Дренажные и поверхностные канализационные модели.

Классификация по месту расположения

Все насосы также делятся на погружные и внешние (более распространенное название – поверхностные). Первый тип находится непосредственно в воде или частично в ней. Модели, которые погружаются не полностью, именуются полупогружными.

Стоит отметить, что есть несколько видов погружных насосов.

1. Вибрационные – здесь работа основана на электромагнитном поле и вибрации специального механизма, подобные виды насосов требуют определенных правил установки. В частности, существуют строго заданные расстояния до дна.
2. Центробежные аппараты, которые были рассмотрены выше.

Все погружные насосы могут иметь двигатель, который уже встроен в корпус, то есть он находится под водой. У некоторых моделей он располагается на поверхности.

Наружный насос расположен непосредственно около водоема. В данном случае всасывающий механизм осуществляет свою работу через специальный шланг. Чем дальше насос расположен от воды, тем мощнее он должен быть.

Чаще всего поверхностные насосы используют на дачах и загородных участках. Они имеют высокую экономичность и небольшие размеры, что делает их популярными для использования в быту. Могут быть оснащены автоматикой, что делает их полностью автономными.

Погружные насосы

Погружные насосы, помимо прочего, делятся по назначению:

• скважинные;
• колодезные;
• дренажные;
• фекальные.

Скважинные имеют вытянутую форму и используются для добычи воды из скважин. Компактные габариты позволяют опускать в небольшие по диаметру скважины, однако добычу можно вести с очень большой глубины. Отличаются высокой мощностью работы. Используются только для воды со слабым загрязнением или полностью чистой.

Колодезные используются для выкачивания воды из шахт и колодцев. Основное отличие от скважинных – больший размер и меньшая глубина погружения. Являются достаточно мощными, могут работать с водой, в которой содержится ил, песок или глина. Достаточно тихие и не вибрируют.

Основной задачей дренажников является откачивание загрязненной воды из подвалов, траншей, котлованов и прочих мест. Есть разновидности с ножами для измельчения, а также для работы со слабозагрязненными средами.

Фекальный насос не имеет значительных отличий от дренажных, кроме того, что они рассчитаны на сильнозагрязненную воду с твердыми веществами большого размера (порядка 35 мм в диаметре).Также в них устанавливаются ножи для измельчения мусора. Подобные насосы могут быть как погружными, так и наружными.

Поверхностные насосы

Основным отличием поверхностных насосов является их расположение недалеко от воды. Их можно разделить на несколько типов:

• самовсасывающие;
• автоматические;
• насосные станции.

Самовсасывающие насосы бывают безэжекторные и эжекторные. В первом случае втягивание воды обеспечивается самой конструкцией, во втором с помощью создания вакуума в камере. Применяются для полива, доставки питьевой воды или для бытовых нужд, а также для забора воды из водоемов на поверхности (реки, пруда). Вода должна быть чистой или с небольшим загрязнением.

Автоматические насосы обеспечиваются автоматикой, которая упрощает процесс использования. За насосом не нужно следить. Насосы с автоматикой питаются от электричества. Сам автомат может быть установлен непосредственно в модели или же в качестве отдельной системы. Основная задача – оптимизация использования, а также защитная функция. Например, устройство перестанет работать при резком обмелении водоема, повышении температуры перекачиваемого вещества или при перепадах напряжений в сети.

Насосная станция состоит из самого насоса, обратного клапана, системы управления и аккумулятора. Подобное устройство имеет резиновую грушу, установленную внутри металлического корпуса. В грушу закачивается вода, а вокруг нее воздух. Специальный датчик реагирует на изменения в давлении окружающей среды, которые происходят по мере наполнения груши водой. Когда давление достигает максимума, датчик останавливает подачу воды.

Удобство пользования таким агрегатов в простоте и функциональности, возможности использовать при перебоях с подачей электроэнергии. Также им можно обеспечить водой сразу несколько точек.

Виды насосов и принцип их работы

Чтобы сделать верный выбор при покупке насоса, необходимо иметь представление о принципах работы каждого типа данных устройств. Мы рассказали об особенностях конструкции и функционировании различных видов насосов от первых изобретений древности до современных эффективных механизмов и снабдили описания наглядными анимированными изображениями. Таким образом, вы сможете не только получить полезную информацию, но и немного расширить свой кругозор.

Водоподъемное колесо

Первым механизмом для перекачивания воды считается водоподъемное колесо, изобретенное еще в Древнем Египте.

Это устройство представляло собой колесо со спицами, по всей окружности которого закреплялись кувшины. Нижний сосуд был опущен в водоем. Колесо приводилось в движение при помощи быков, волов либо просто вручную. В процессе вращения колеса вокруг оси, сосуды черпали воду, а когда они оказывались в верхней точке, содержимое кувшинов выливалось в специальный приемный желоб.

Винт Архимеда

В III веке до н. э. древнегреческий механик и математик Архимед изобрел водоподъемную машину для передачи воды из низко расположенных водоёмов в оросительные каналы. В этом механизме, который приводился в движение с помощью ветряного колеса или вручную, подъем воды осуществлялся за счет вращающегося внутри трубы винта. Часть воды при этом стекала обратно, поскольку древним грекам еще не были известны эффективные уплотнения. В результате была замечена зависимость между наклоном винта и подачей. При работе механизма была возможность выбора: поднимать больший объем воды либо увеличить высоту подачи за счет снижения производительности. Архимедов винт, как позднее было названо это устройство, стал прообразом шнека.

Поршневой насос

В I веке до н. э. древнегреческий механик-изобретатель Ктезибий создал двухцилиндровый насос для тушения пожаров. Этот механизм, который можно назвать самым первым в истории насосом, состоял из тех же деталей (плунжер, цилиндры, откидные клапаны, а также эксцентриковый привод плунжера), что ручные пожарные насосы, используемые в настоящее время.

Первоначально эти насосы были деревянными и часто ломались, поэтому использовались нечасто, но начиная с XVIII века, их начали изготавливать из металла, что привело к их распространению.

После изобретения паровых машин поршневые насосы часто стали использоваться, когда нужно было откачать воду из шахт и рудников. В наши дни поршневые насосы применяют в быту с целью подъема воды из скважин или колодцев, а также используют в промышленности в дозировочных насосах и насосах высокого давления.

Поршневые насосы различаются числом насосов и их местоположением относительно привода. По этим признакам их можно разделить на группы: двухплунжерные, трехплунжерные и т.д.

Крыльчатый насос

В середине XIX века изобрели разновидность поршневых насосов — двухходовые крыльчатые насосы. Их особенностью являлось то, что они подавали воду без холостого хода.

Конструктивно такой насос состоит из крыльчатки, которая производит возвратно-поступательные движения, а также двух впускных и двух выпускных клапанов.

Во время движения крыльчатки происходит перемещение перекачиваемой жидкости из всасывающей полости в нагнетательную, а две пары клапанов не дают жидкости перетекать обратно.

Такие устройства часто применяются как ручные насосы, предназначенные для подачи топлива, масел, а также подъема воды из скважин и колодцев.

Сильфонный насос

Частью конструкции сильфонных насосов является сильфон — деталь типа вертикальной гармошки, при сжатии и разжатии которой происходит перекачивание жидкости.

Это простые и недорогие механизмы, которые состоят всего из нескольких сделанных из пластика деталей, которые не подвержены коррозии. Их часто применяют как одноразовый инструмент для выкачивания различных агрессивных неорганических жидкостей из бочек, канистр или бутылей, а после использования утилизуют. Этот тип насосов нередко устанавливают в системах автоматической покраски.

Пластинчато-роторный насос

Пластинчато-роторные (шиберные) насосы являются самовсасывающими и принадлежат к насосам объемного типа — перекачивание жидкости в них происходит за счет изменения объема в рабочей камере устройства. Такие механизмы применяются в работе с вязкими жидкостями, маслами, смолами, дизельным топливом, то есть веществами, которые способны загустевать при изменении температуры. Корпус пластинчато-роторного насоса имеет термоизоляцию, что не дает перекачиваемой жидкости изменять свои свойства. Такой насос не требует предварительного заполнения корпуса рабочей жидкостью.

Работает шиберный насос следующим образом: в его корпусе размещен эксцентрично расположенный ротор, у которого имеются продольные радиальные пазы. В этих пазах скользят плоские пластины (шиберы), которые прижимаются к статору центробежной силой. За счет эксцентричного расположения ротора в процессе вращения шиберы, которые постоянно соприкасаются со стенкой корпуса насоса, то задвигаются в ротор, то выходят из него. Во время работы механизма на стороне всасывания образуется разрежение, и перекачиваемая жидкость заполняет пространство между шиберами, после чего вытесняется в нагнетательный патрубок.

Пластинчато-роторные насосы имеют высокую мощность всасывания и могут производить перекачку в двух направлениях.

Шестеренный насос с наружным зацеплением

Этот тип механизмов с наружным зацеплением шестерен используется для перекачивания вязких сред маслянистого типа. Шестеренные насосы являются самовсасывающими (чаще всего не более 4-5 метров).

Принцип их действия обусловлен конструкцией. Ведущая шестерня в этом механизме находится в постоянном зацеплении с ведомой. При вращении, она активирует движение ведомой шестерни в противоположном направлении. Вращение приводит к тому, что у входного отверстия образуется вакуум, за счет чего в зону всасывания поступает жидкость. Она заполняет впадины между зубьями обеих шестерен, перемещается вдоль стенок корпуса насоса и таким образом переносится из области всасывания в область нагнетания, после чего под напором выталкивается в нагнетательный трубопровод. За счет того, что между зубьями шестерен образуется плотный контакт, жидкость не может попасть обратно в полость всасывания.

Шестеренный насос с внутренним зацеплением

По принципу работы данный тип насосов аналогичен шестеренному насосу с наружным зацеплением, однако имеет более компактные размеры и более сложен в изготовлении.

Принцип действия этого типа насосов таков: ведущая шестерня запускается посредством электродвигателя. За счет захвата зубьями ведущей шестерни происходит вращение внешнего зубчатого колеса. В процессе вращения проемы между зубьями шестерен освобождаются, повышая давление в рабочей камере, что обеспечивает всасывание перекачиваемой среды и ее перемещение в пространствах между зубьями к нагнетательному патрубку. В роли уплотнителя между зонами нагнетания и всасывания выступает специальный серп. Когда зуб внедряется в межзубное пространство, происходит уменьшение объема и жидкость вытесняется к выходу из насоса.

Шестеренный насос с внутренним зацеплением используется для работы с разными типами жидких сред.

Кулачковый насос с серпообразными роторами

Кулачковые (коловратные или роторные) насосы используются в случаях, когда нужно бережно перекачать продукты высокой вязкости, содержащие твердые частицы.

Особая форма роторов, применяемых в насосах данного типа, дает возможность перекачивать жидкости с крупными включениями (к примеру, шоколад с цельными орехами и др.).

Частота вращения рабочего вала обычно не превышает 200-400 оборотов. Низкая скорость нужна для сохранения структуры перекачиваемых продуктов. Кулачковые насосы с серпообразными роторами находят применение в пищевой и химической промышленности.

В работе с различными типами продуктов используются двух- и трехлепестковые роторы. Насосы с трехлепестковыми роторами задействуют на пищевых предприятиях для бережной перекачки жидкостей, которые могут менять свои свойства: сливки, сметана, майонез и т.п. Тогда как применение механизмов других типов, таких как центробежный насос со скоростью вращения колеса 2900 оборотов в минуту, могут повредить структуру жидкости, к примеру, сливки взобьются в масло.

Импеллерный насос

Импеллерный насос (ламельный, насос с мягким ротором) относится к типу самовсасывающих насосов (до 5 м), отличается простой конструкцией и представляет собой разновидность пластинчато-роторного насоса.

Рабочим органом в таком насосе выступает специальное изготовленное из плотной резины колесо — импеллер, который оснащен гибкими лопастями.

Рабочая камера импеллерного насоса представляет собой окружность, суженную с одной стороны. Через всасывающий патрубок транспортируемая жидкость попадает внутрь насоса, она движется по окружности между лопастями по направлению к выходному отверстию. При прохождении точки сужения рабочей камеры лопасти импеллера сгибаются, и пространство между ними сужается, что позволяет вытолкнуть перекачиваемую жидкость в выпускающий патрубок.

Импеллерные насосы имеют простую конструкцию и могут перекачивать высоковязкие жидкости, а также среды с содержанием газов, поэтому используются в самых разных областях промышленности: нефтеперерабатывающей, химической, фармакологической, пищевой и др.

Синусный насос

Главным элементом конструкции синусного насоса является диск, выгнутый по синусоиде (отсюда и название механизма). Данный тип насосов отличается способностью бережно транспортировать продукты, которые содержат крупные включения, не повреждая их.

Синусные устройства способны перекачивать такие нежные структуры, как компот из персиков, содержащий половинки плодов, или измельченные помидоры. При выборе устройства необходимо обращать внимание на объем рабочей камеры — пространства между диском и корпусом насоса, чтобы частицы могли перекачиваться без повреждений.

Клапанов в таких насосах нет, их конструкция очень простая, поэтому обычно они работают долго и безотказно.

Принцип функционирования синусных насосов таков: на валу устройства внутри рабочей камеры, сверху разделенной на две части шиберами, находится диск в форме синусоиды. Шиберы свободно перемещаются в перпендикулярной к диску плоскости, за счет чего происходит герметизация части камеры, что не позволяет жидкости перетечь со входа насоса на выход.

Во время вращения диска в рабочей камере создается волнообразное движение, в результате которого и происходит транспортировка перекачиваемой среды из всасывающего патрубка в нагнетательный. Поскольку камера наполовину разделяется шиберами, происходит мягкое проталкивание жидкости в нагнетательный патрубок.

Винтовой насос

Винтовой насос перекачивает жидкость за счет нагнетания напора винтовыми роторами (одним либо несколькими). Роторы в корпусе насоса вращаются внутри статора.

Перекачиваемая жидкость в таком устройстве при вращении ротора движется вдоль его оси по канавкам, образованным самим винтом и корпусом механизма. За счет того, что винтовые выступы соприкасаются с корпусом насоса или заходят в канавки находящегося здесь же смежного ротора, внутри статора создаются замкнутые герметичные полости на протяжении всей оси вращения, что не дает жидкости двигаться в обратном направлении.

От объема каждой полости зависит производительность агрегата, а число замкнутых полостей определяет конечное давление насоса.

Главное преимущество такого оборудования — способность бережно перекачивать даже высоковязкие среды, в том числе содержащие абразивные частицы, не разрушая структуру продукта, а также пар или газ. Данный тип насосов широко используется в нефтедобывающей отрасли и пищевой промышленности.

Винтовые насосы являются самовсасывающими (до 7-9 м). Корпус насоса и статор могут быть изготовлены из разных материалов, поэтому существуют модели, способные перекачивать агрессивные жидкости. К плюсам этого вида устройств также можно отнести

хорошую ремонтопригодность и высокую мощность всасывания.

Перистальтический насос

Перистальтические насосы используются для перекачивания вязких жидкостей, содержащих твердые частицы. Рабочим органом этих устройств является толстостенный шланг.

Транспортировка жидкости в перистальтическом насосе осуществляется благодаря движению роликов (башмаков), которые скользят по шлангу, расположенному по окружности внутри корпуса насоса. Ролики пережимают шланг, тем самым выдавливая жидкость на выход насоса. За башмаком шланг обретает прежнюю форму и всасывает жидкость. Абразивные частицы не повреждают шланг, так как в процессе работы насоса они вдавливаются в эластичный внутренний слой шланга, после чего выталкиваются в поток.

Такие механизмы способны перекачивать жидкость без загрязнения и используются в разных отраслях промышленности и медицины. Первоначально этот тип насосов, изобретенный в конце XIX века в США, предназначался для переливания крови во время операций.

Среди преимуществ перистальтических насосов можно назвать простоту конструкции, высокую надежность в работе и самовсасывание.

Вихревой насос

Вихревые насосы представляют собой самовсасывающие устройства (после залива корпуса жидкостью), движение жидкости в которых происходит за счет сил инерции и трения.

Насосы этого типа работают следующим образом: рабочее колесо в виде плоского стального диска в корпусе вихревого насоса имеет на внешнем диаметре ямки, которые формируют лопасти разного вида. Корпус механизма имеет кольцевую полость, с которой соединены всасывающий и напорный патрубки. Их разделяет внутренний уплотняющий выступ, который плотно примыкает к наружным торцам и боковым поверхностям лопастей. В процессе вращения колеса перекачиваемая среда увлекается лопастями и закручивается за счет воздействия центробежной силы. Отсюда происходит название насоса — в полости работающего агрегата образуется кольцевое вихревое движение.

Такие насосы способны обеспечить достаточно сильный напор при малых энергозатратах и могут работать с небольшими объемами жидкости. Насосы вихревого типа применяются в небольших автоматических насосных станциях водоснабжения. Кроме жидкостей, они способны перекачивать газообразные среды, поэтому используются для транспортировки летучих жидкостей, таких как бензины, керосины в системах топливной заправки.

Кроме высокого напора, среди достоинств вихревых насосов — простота конструкции и небольшие габариты.

Газлифт

Газлифт (название устройства происходит от слов «газ» и англ. «lift» — поднимать) используется для принудительного подъема капельной жидкости за счёт энергии, которая содержится в смешиваемом с ней сжатом газе.

Газлифтные насосы применяются для подъема нефти из буровых скважин, при этом используется газ, который выходит из нефтеносных пластов. Существую также эрлифты или мамут-насосы, в них для подачи жидкости, чаще всего воды, используется атмосферный воздух.

В насосах такого типа сжатый газ либо воздух от компрессора подводится по трубопроводу, затем смешивается с жидкостью, образуя при этом газожидкостную либо водо-воздушную эмульсию, которая затем поднимается по трубе. Смешивание газа с жидкостью происходит в нижней части трубы. Принцип работы газлифта основан на известном законе сообщающихся сосудов: столб газожидкостной эмульсии уравновешивается столбом капельной жидкости. Одним из сосудов здесь выступает буровая скважина или резервуар, а в качестве второго сосуда используется труба, заполненная газожидкостной смесью.

Мембранные насосы

Мембранные (диафрагменные) насосы представляют собой устройства объемного типа и разделяются на одно- и двухмембранные. Двухмембраные чаще всего приводятся в действие сжатым воздухом.

Такие насосы являются самовсасывающими (до 9 м), также их отличает простота конструкции и возможность транспортировки химически агрессивных сред и продуктов со значительным содержанием частиц.

Принцип работы такого устройства основывается на изменении внутреннего объема камеры по время движения мембраны. Когда эластичная мембрана (диафрагма) выгибается в противоположную от камеры насоса сторону, происходит увеличение объема камеры и внутри нее образуется область пониженного давления. При этом агрегат всасывает внутрь порцию жидкости. При обратном движении мембраны объем камеры уменьшается, что приводит к выталкиванию перекачиваемой жидкости наружу с противоположной стороны.

Работа механизма обеспечивается за счет двух клапанов – впускного и выпускного. При всасывании впускной клапан открывается, чтобы жидкость попала вовнутрь рабочей камеры, при этом выпускной клапан остается закрытым, а при выталкивании жидкости, наоборот, выпускной клапан открывается, а впускной на это время закрывается. Это исключает риск возврата транспортируемой среды.

Мембранный насос можно назвать одним из наиболее универсальных типов механизмов для перекачивания жидкостей благодаря простоте эксплуатации и небольшой частоте отказов.

Оседиагональные насосы (шнековые)

Шнековый (оседиагональный насос) относится к типу погружных насосов винтового типа. Рабочим органом этого механизма является шнек.

Насосы данного типа применяют для транспортировки сред, имеющих среднюю вязкость (до 800 сСт), агрегат обладает высокой всасывающей способностью (до 9 м), также его достоинством является возможность осуществлять перекачку жидкостей с сильным загрязнением (размер частиц определяется шагом шнека).

Этот вид насосов используют для транспортировки нефтешламов, дизельного топлива, мазутов и т.п.

Обратите внимание, что шнековые насосы не являются самовсасывающими: чтобы агрегат работал в режиме всасывания необходима заливка корпуса устройства, а также всего всасывающего шланга.

Центробежный насос

Центробежные насосы — самый популярный вид насосов в мире. Широкое распространение они получили благодаря простой конструкции и невысокой стоимости изготовления.

Конструктивно насос состоит из спирального корпуса и установленного в нем рабочего колеса с радиальными изогнутыми лопастями, которое вращается с постоянной скоростью. Перекачиваемая жидкость попадает в центр колеса и под воздействием центробежной силы (отсюда и происходит название насоса) отбрасывается к его периферии, после чего происходит ее выбрасывание через напорный патрубок.

Агрегаты этого типа обычно применяют для перекачивания жидких сред: наполнения емкостей, заполнения бассейнов, а также для подачи воды в частные дома и коттеджи. Однако существуют и модели, способные работать с химически активными жидкостями, песком и шламом.

Для насосов, предназначенных для перекачки химических жидкостей, в качестве материала корпуса служит нержавеющая сталь разных марок или пластик. Агрегаты для шламов изготавливают из износостойкого чугуна или используют покрытие из резины.

Многосекционный насос

Многосекционными называются центробежные насосы, которые оснащены несколькими размещенными последовательно рабочими колесами. Одно центробежное колесо не способно выдать давление больше 2-3 атмосфер, а такая конструкция, состоящая из серии размещенных друг за другом центробежных насосов, позволяет получить гораздо более высокие показатели напора на выходе.

Агрегаты этого типа применяют и как погружные скважинные, и в системах холодного и горячего водоснабжения, а также во многих других промышленных и хозяйственных областях.

Трехвинтовой насос

Трехвинтовые насосы представляют собой устройства объемного типа. Они применяются для перекачивания неагрессивных жидкостей, обладающих смазывающей способностью (с вязкостью до 1500 сСт), в которых не содержатся посторонние включения.

Конструктивно агрегат состоит из металлического цельнолитого корпуса, качающего узла, а также приводного и уплотнительных устройств. Внутри корпуса устройства размещаются три винта со специфическим профилем резьбы, который обеспечивает герметичность камеры. В процессе вращения трех винтов посредством внешнего электропривода, герметичная камера непрерывно перемещается со всасывающей стороны к нагнетающей.

Трехвинтовые насосы относятся к самовсасывающим. Они используются на морских и речных судах, в машинных отделениях, а также в системах гидравлики, для подачи дизтоплива и мазута на теплоэнергетических объектах и для транспортировки нефтепродуктов.

Струйный насос

Насосы струйного типа используются для перекачивания жидкостей или газов при помощи сжатого воздуха (либо жидкости и пара), который подается через эжектор.

В таком насосе нет движущихся деталей. Принцип действия механизма основан на транспортировке жидкостей, газов или их смесей по трубопроводу, в который вмонтировано суженное сопло. Как гласит закон Бернулли: чем выше скорость течения жидкости в трубе, тем меньше давление этой жидкости. Поэтому сужение повышает скорость потока.

Такие устройства применяют как вакуумные насосы, а также используют для транспортировки жидкостей, в том числе и тех, в которых содержатся включения.

Для обеспечения работоспособности насоса нужно подвести к нему сжатый воздух или пар. Струйные насосы, которые работают от пара, называются пароструйными, а те, которые работают от воды, — водоструйными. Механизмы, которые отсасывают транспортируемую среду и создают разрежение, называют эжекторами, а насосы, которые нагнетают перекачиваемую среду под давлением — инжекторами.

Гидротаранный насос

Принцип работы гидротаранного насоса заключается в использовании энергии гидроудара, поэтому он не требует подвода электроэнергии или сжатого воздуха.

Устройство черпает энергию непосредственно от проточной воды, которая перетекает под действием силы тяжести по напорному трубопроводу в сток, расположенный на более низком уровне.

Вода, перемещаясь по всасывающей наклонной трубе, достигает определенной скорости, при которой отбойный клапан перекрывает поток, что резко повышает давление жидкости в трубе. В результате этого гидроудара открывается верхний клапан, и часть жидкости из трубы перемещается в воздушный колпак и далее в отводящую трубу. При этом воздух в колпаке сжимается и накапливает энергию.

Остановка воды в питающей трубе приводит с снижению давления и к открытию отбойного клапана, при этом верхний клапан закрывается. В этот момент вода из воздушного колпака под давлением сжатого воздуха выталкивается в отводящую трубу.

Стоит заметить, что этот вид насосов имеет довольно низкую энергоэффективность, поскольку лишь незначительная часть энергии, протекающей по трубопроводу, преобразуется в работу, поднимающую воду в резервуар. Однако такой насос может непрерывно работать продолжительное время, обеспечивая водой поселения или сельхозугодья.

Спиральный вакуумный насос

Вакуумные насосы позволяют получить высокий вакуум без каких-либо примесей и смазки. Их конструкция очень проста и надежна, работают они практически бесшумно.

Вакуум в таких устройствах образуется посредством механизма, который состоит из двух спиральных частей, размещенных друг относительно друга со смещением в 180°. Одна часть представляет собой статор устройства и остается в неподвижности, а другая спираль является ротором и эксцентрично вращается, создавая подвижные зоны захваченного газа. Перекачиваемый газ сначала поступает в спиральный механизм, после чего перемещается по периферии, где сжимается и двигается к выходному отверстию насоса.

Вакуумные насосы отличаются высокой надежностью и не нуждаются в техническом обслуживании, так как являются безмаслянными, а значит необходимость в замене масла отпадает. Они находят применение в лабораторных исследованиях и разных отраслях промышленности, например, в ускорителях частиц и синхротронах.

Ламинарный (дисковый) насос

Ламинарный (также называемый дисковым) насос — это один из видов центробежных насосов. Такой тип оборудования, так же как шестеренчатые, лопастные и полостные насосы, применяется для транспортировки жидкостей высокой вязкости, и может заменить их в работе.

В конструкции агрегата присутствует рабочее колесо, имеющее вид двух (или более), размещенных параллельно на расстоянии друг от друга дисков. От величины расстояния между дисками этого колеса зависит предел вязкости перекачиваемого вещества — чем расстояние больше, тем выше вязкость.

Перекачиваемая среда при попадании в рабочую камеру механизма создаст пограничный слой на поверхности каждого из вращающихся дисков. Во время вращения рабочего колеса данным слоям на молекулярном уровне будет передаваться энергия движения, создавая по всей ширине прохода градиенты скорости и давления. Таким образом возникает перекачивающий момент, который и позволяет направить транспортируемую среду через насос в едином потоке. При этом почти полностью отсутствует пульсация, что не позволяет вязкой жидкости изменить свои свойства.