Вихревые насосы

Вихревые насосы предназначены для перекачивания чистых и малозагрязнённых жидкостей с получением сравнительно высокого напора при небольшой подаче. Оборудование применяется в системах водоснабжения, на промышленных предприятиях, в технологических установках и вспомогательных насосных контурах. В зависимости от конструкции используются консольные насосы ВК, самовсасывающие ВКС и исполнения ВКО с обогревом или охлаждением.

Промышленные вихревые электронасосы для перекачивания жидкостей

Вихревой насос относится к динамическому насосному оборудованию, в котором передача энергии жидкости происходит за счёт вращения рабочего колеса с лопатками и многократного взаимодействия потока с кольцевым каналом корпуса. Такая конструкция позволяет создавать повышенный напор при относительно небольшом расходе. Оборудование подбирают по характеристикам жидкости, необходимой подаче, напору, условиям всасывания и материалу проточной части.

Основные технические характеристики вихревых насосов

Виды вихревых насосов ВК, ВКС и ВКО

Основные разновидности промышленных вихревых насосов различаются устройством всасывающего тракта и наличием дополнительных элементов для работы с определёнными жидкостями. Консольные агрегаты ВК применяются в условиях, соответствующих их гидравлическим характеристикам. Насосы ВКС оснащаются устройствами самовсасывания, а исполнения ВКО предусматривают обогрев или охлаждение отдельных конструктивных узлов.

Основные разновидности вихревого насосного оборудования

Типоразмеры промышленных вихревых насосов

В сериях ВК, ВКС и ВКО используются обозначения, содержащие номинальную подачу и напор. Например, модель 2/26 рассчитана на номинальную подачу 2 л/с и напор 26 м, а исполнение 10/45 — на 10 л/с и 45 м. При подборе важно учитывать, что фактическая рабочая точка определяется пересечением характеристики насоса с характеристикой трубопроводной системы. Данные таблицы относятся к распространённым типоразмерам и требуют проверки по паспорту конкретного исполнения.

Распространённые модели насосов ВК, ВКС и ВКО

Принцип работы вихревого насоса

Жидкость поступает во всасывающий патрубок и направляется к рабочему колесу. При его вращении лопатки вовлекают жидкость в движение по кольцевому каналу корпуса. Поток многократно взаимодействует с лопатками, получая дополнительную энергию, после чего направляется в напорный патрубок. В отличие от обычного центробежного насоса механизм передачи энергии включает выраженное вихревое движение жидкости в рабочем канале.

Основные стадии работы насоса:

• Поступление жидкости через всасывающий патрубок.
• Вращение рабочего колеса с лопатками.
• Формирование вихревого движения в кольцевом канале.
• Передача механической энергии жидкости.
• Увеличение напора в рабочей полости.
• Отвод жидкости через напорный патрубок.

Конструкция вихревого насосного агрегата

Промышленный вихревой насос включает корпус с кольцевым рабочим каналом, лопаточное колесо, вал, подшипниковый узел и уплотнение. При поставке в виде электронасосного агрегата оборудование комплектуется электродвигателем и соответствующими соединительными элементами. В зависимости от исполнения предусматриваются воздушный колпак, устройство обогрева и специальные материалы проточной части.

Основные элементы вихревого насоса

Самовсасывающие вихревые насосы ВКС

Насосы ВКС предназначены для работы в условиях, когда требуется самовсасывание жидкости из всасывающего трубопровода. Для этого конструкция может оснащаться воздушным колпаком, способствующим удалению воздуха при запуске. При этом корпус должен быть подготовлен к работе согласно инструкции изготовителя: самовсасывание не означает допустимость продолжительной работы без жидкости. Предельная высота всасывания зависит от типоразмера, температуры жидкости и сопротивления трубопровода.

Вихревые насосы ВКО с обогревом

Исполнения ВКО предусматривают устройство обогрева или охлаждения, применяемое для поддержания необходимого температурного режима конструктивных элементов. Такая схема может использоваться при перекачивании жидкостей, свойства которых существенно изменяются с температурой. Допустимая вязкость и температура среды определяются паспортом насоса. Наличие обогрева не делает вихревой насос пригодным для любых высоковязких или застывающих продуктов.

Материалы проточной части вихревых насосов

Для изготовления деталей, контактирующих с жидкостью, используются чугун, бронза, коррозионно-стойкие стали и другие материалы по исполнению. Выбор материала зависит от химического состава среды, температуры и допустимой коррозионной активности. При работе с химически активными жидкостями необходимо отдельно проверять стойкость корпуса, рабочего колеса, уплотнений и остальных смачиваемых деталей.

Расшифровка маркировки вихревых насосов

В распространённой маркировке ВК 2/26 буквы указывают на вихревую консольную конструкцию, число 2 — на номинальную подачу в л/с, а число 26 — на номинальный напор в метрах. Дополнительные буквы могут обозначать самовсасывание, обогрев или охлаждение, а также материал проточной части. Индексы уплотнений и климатического исполнения уточняются по технической документации конкретного агрегата.

Основные элементы условного обозначения

Подача и напор вихревого насоса

Основными гидравлическими характеристиками являются подача и напор. Подача показывает количество жидкости, перемещаемой за единицу времени, а напор характеризует удельную энергию, сообщаемую потоку. Вихревые насосы применяются в системах, где требуется сравнительно высокий напор при небольшом расходе. Однако подбор по одному только максимальному напору недопустим: необходимо учитывать рабочую характеристику агрегата и сопротивление трубопроводов.

КПД и энергопотребление вихревых насосов

Одной из особенностей вихревой конструкции является сравнительно невысокий коэффициент полезного действия по сравнению с подходящими центробежными насосами. Энергопотребление зависит от расхода, напора, свойств жидкости и характеристик электродвигателя. Для продолжительной эксплуатации необходимо оценивать фактическую рабочую точку, потребляемую мощность и экономическую целесообразность выбранной конструкции.

Ограничения по вязкости и механическим примесям

Вихревые насосы чувствительны к абразивному износу из-за небольших рабочих зазоров и особенностей движения жидкости. Для оборудования, входящего в область ГОСТ 10392-89, предусмотрены ограничения по кинематической вязкости до 36 мм²/с, содержанию твёрдых включений не более 0,01 % по массе и размеру частиц не более 0,05 мм. Эти значения относятся к области применения стандарта и не должны автоматически переноситься на любые специальные модели насосов.

Применение вихревых насосов в промышленности

Вихревое насосное оборудование используется в технологических системах с относительно небольшими расходами жидкости и требованиями к повышенному напору. Насосы применяются для перекачивания воды и других сред, совместимых с материалами проточной части. Возможность работы с нефтепродуктами или химически активными жидкостями определяется специальным исполнением, уплотнением вала и требованиями безопасности.

Основные области применения:

• Промышленные системы водоснабжения.
• Вспомогательные насосные контуры производственных предприятий.
• Технологические установки с небольшими расходами чистых жидкостей.
• Системы перекачивания технической воды.
• Отдельные системы химических производств при совместимости материалов.
• Специализированные контуры перекачивания жидкостей по паспортному назначению.
• Установки, для которых предусмотрены самовсасывающие насосы ВКС.

Вихревые и центробежные насосы — основные отличия

Вихревые и центробежные насосы относятся к динамическому оборудованию, но отличаются гидравлическим механизмом передачи энергии. Вихревой насос способен развивать относительно высокий напор при небольшой подаче, однако обычно имеет более низкий КПД и повышенную чувствительность к загрязнениям. Центробежные насосы представлены более широким диапазоном производительности и часто предпочтительнее при значительных расходах. Выбор зависит от расчётного режима системы.

Сравнение вихревого и центробежного насосного оборудования

ГОСТ 10392-89 для вихревых и центробежно-вихревых насосов

ГОСТ 10392-89 «Насосы вихревые и центробежно-вихревые. Типы и основные параметры» устанавливает типы и основные параметры соответствующего насосного оборудования. Стандарт распространяется на насосы с подачей от 1 до 37 м³/ч и напором от 14 до 190 м при соблюдении предусмотренных ограничений по свойствам жидкости. Для соответствующих исполнений также указываются требования к материалам проточной части и климатическому исполнению. Применимость стандарта к конкретной модели необходимо подтверждать её документацией.

Эксплуатация и техническое обслуживание вихревых насосов

При эксплуатации контролируют герметичность уплотнений, состояние подшипников, температуру узлов, вибрацию и рабочие гидравлические параметры. Необходимо соблюдать требования по заполнению насоса, предотвращению сухого хода и допустимой продолжительности самовсасывания. Попадание абразивных частиц может ускорять износ рабочего колеса и корпуса. Порядок обслуживания и периодичность осмотров определяются руководством по эксплуатации.

Как выбрать вихревой насос по подаче и напору

Подбор начинают с определения требуемого расхода жидкости, полного напора системы и условий на всасывании. Затем проверяют вязкость, температуру, химическую активность и содержание твёрдых включений. Для соответствующих схем оценивают необходимость самовсасывания или обогрева. При выборе электродвигателя учитывают потребляемую мощность, параметры электросети и условия размещения. Окончательный типоразмер выбирают по рабочей характеристике насоса.

Исходные данные для технического задания:

• Назначение насосной установки.
• Наименование и состав перекачиваемой жидкости.
• Требуемая подача, м³/ч.
• Необходимый напор, м.
• Температура перекачиваемой среды.
• Плотность и вязкость жидкости.
• Наличие и характеристики механических примесей.
• Химическая активность среды и требования к материалам.
• Давление на входе в насос.
• Условия всасывания и требуемая высота самовсасывания.
• Необходимость исполнения ВК, ВКС или ВКО.
• Тип уплотнения вала.
• Требуемый материал проточной части.
• Параметры электропитания и электродвигателя.
• Климатическое исполнение и категория размещения.
• Требования к взрывозащите при соответствующих свойствах жидкости.
• Размеры присоединительных патрубков.
• Условия установки и технического обслуживания.

Для подбора промышленного вихревого насоса рекомендуется предоставить техническое задание с требуемой подачей, напором, характеристиками жидкости и условиями эксплуатации. При согласовании уточняются типоразмер, материал проточной части, исполнение уплотнения, параметры двигателя и необходимость самовсасывания или обогрева. Наличие, стоимость, комплектация и окончательные технические характеристики оборудования определяются по конкретной модели.

Для покупки обратитесь к нашим менеджерам по номеру телефона +375 (25) 970-17-95 или электронной почте gomel@metatorg.ru