Типы и классификация насосных агрегатов

Насосный агрегат – это устройство состоящее из насоса и двигателя объединённых вместе. Существует два типа таких установок: передвижная (оборудованная специальной тележкой для перемещения) и стационарная (устанавливается на фундаменте или скважине).

На базе насосных агрегатов, создаются насосные установки и станции. Определение этих терминов:

Насосная установка – это несколько устройств связанных между собой. К ним относятся насосный агрегат, трубопроводы (всасывающие и нагнетательные), измерительная аппаратура, большие емкости для жидкости.

Насосная станция – одно или несколько сооружений, в котором располагается различное оборудование. Здесь будут установлены насосные агрегаты (работающие и запасные), трубопроводы, дополнительные установки. Такие станции используются для обеспечения производственных зданий чистой водой (заводы и предприятия), откачки лишней воды с низменных участков. Более компактные модели, получили своё распространение в обеспечении жидкостью коттеджей и дачных участков.

Классификация насосных агрегатов

Насосы различаются между собой конструкцией, типом исполняемых работ, рабочим действием.

Центробежные насосы

Самые популярные. Это не герметичная конструкция. Чтобы добиться герметичности, необходимо поместить устройство в воду. Выделяются горизонтальные и вертикальные типы конструкции. Принцип действия:

1. При запуске двигателя, начинает вращаться рабочее колесо.
2. Жидкость находящаяся внутри этого колеса приходи в движение и приобретает центробежную силу.
3. Частицы жидкости стремительно направляются к патрубку насоса. Колесо пустеет и давление в нём понижается, создавая вакуум.
4. Под воздействием атмосферного давления, жидкость, находящаяся в общей ёмкости, устремляется внутрь колеса. Процесс повторяется.

Поршневые насосы

Их главное отличие от центробежных, это герметичность конструкции. Эта машина может работать как с жидкостями, так и с газами. Жидкость внутри этого насоса, перемещается за счёт процесса вытеснения. Рабочий процесс:

1. После включения, двигатель приводит в движение кривошип, который в свою очередь толкает поршень.
2. При движении поршня назад, в рабочую ёмкость поступает жидкость из всасывающей трубы. После заполнения резервуара, всасывающая труба закрывается.
3. Поршень начинает движение вперёд и жидкость под воздействием увеличивающегося давления, поступает в напорный трубопровод. Действия повторяются.

Вихревой насос

Он представляет собой двигатель и подключённое к нему центробежное колесо, в котором располагаются радиальные лопасти. В таких насосах, энергия передаётся от рабочих лопастей к потоку жидкости. Более подробный рабочий процесс:

1. Через входную трубу, жидкость попадает в промежутки между лопастями. В этих местах, частицам воды передаётся механическая энергия (работа двигателя).
2. Попадая под воздействие центробежных сил, жидкость выбрасывается в кольцевой канал, расположенный вокруг колеса.
3. После прохождения этого канала, жидкость снова попадает в пространство между лопастями и приобретает ещё большую механическую энергию.

В итоге образуется вихревой поток. Благодаря ему, напор становится гораздо мощнее, чем в центробежном насосе.

Винтовой насос

Конструкция этого аппарата внутренне напоминает строение мясорубки. Принцип работы основывается на поднятие воды с помощью вращающегося вала на заданную высоту. Он предназначен для поднимания воды с глубокозалегающих источников.

Виды агрегатов

Насосные агрегаты можно разделить на несколько основных видов, по внутреннему строению:

• электронасос – приводится в действие с помощью электродвигателя;
• турбонасос – работает с помощью пневно или гидротурбины;
• дизельный насос – приводится в действие с помощью дизельного двигателя;
• мотонасос – в таком типе установлен карбюраторный двигатель;
• гидронасос – работает благодаря гидродвигателю;
• пневмонасос – комплектуется пневмодвигателем;
• паровой насос – в этом виде, устанавливается привод от парового цилиндра.

По принципу действия:

• объёмный – в таком насосе, жидкость перемещается вследствие изменения объёма занимаемой емкости;
• плунжерный – насос возвратно-поступательного действия, рабочие детали которого, изготавливаются в форме плунжеров.
• односторонний – действие такое же, как у плунжерного, только жидкость покидает рабочую камеру после движения активного части насоса в одну сторону;
• двусторонний – тот же принципе действия, что и в одностороннем. Однако жидкость покидает ёмкость при движении рабочей части в обе стороны;
• мембранный или диафрагменный – рабочие части этого насоса, изготавливаются в форме диафрагм;
• дозировочный (регулируемый) – очень точный насос. Удерживает подачу жидкости в заданном положение.

Эксплуатация

Во-первых, эксплуатация насосных агрегатов и дополнительного оборудования, разрешается только после прочтения правил эксплуатации. Во-вторых, к действующему устройству, должен прилагаться тех паспорт, в котором будут указаны все характеристики машины, список возможных изменений в конструкции, проводимые ремонтные работы. В-третьих, на используемом аппарате и его составляющих, должны содержаться таблички с названием завода производителя и его основными параметрами.

В инструкции по обслуживанию и правилам эксплуатации, должен быть расписан весь процесс запуска и остановки агрегата, способы настройки параметров, допустимые температуры и уровень масла в подшипниковой зоне.

Пуск и остановка

Перед запуском насоса, необходимо проверить:

• заполнение рабочей ёмкости водой;
• состояние трубопроводов, муфт, защитных кожухов, сальников;
• положение задвижек в напорной и всасывающей трубе;
• показатели измерительной аппаратуры;
• уровень масла в подшипниках.

Важно! Задвижка на всасывающей трубе, перед пуском должна быть закрыта.

Перед остановкой, необходимо предварительно перекрыть все задвижки.

Запрещается оставлять насос в работе, с закрытой напорной задвижкой. Это может нарушить целостность всей конструкции.

Область применения

Область применения насоса, будет зависеть от его конструкции.

Центробежный насос

Представители этой конструкции, выделяются небольшим размером, производительностью, равномерной подачей жидкости. Фундамент под такой насосный агрегат может быть лёгким и небольшим.

Их применяют в пожаротушение, отопление, нефтяной промышленности, строительных предприятиях, горнодобывающих и сельскохозяйственных отраслях.

Поршневой насос

Эти агрегаты могут выдерживать огромное давление при низкой скорости перемещения жидкости.

Их применяют в нефтегазовой и химической промышленности, перемещение взрывоопасных жидкостей.

Вихревой насос

Преимуществами таких агрегатов, являются простота конструкции, низкая стоимость, компактный размер с высокой производительностью (эти два параметра гораздо лучше, чем у центробежных).

Области применения: химическая промышленность (перемещение кислот и щелочей), сельское хозяйство (небольшие насосные станции, создание силового потока с большим давлением), как дополнительное оборудование в коммунальной сфере (водоснабжение), на кораблях (подача питьевой воды).

Винтовой насос

Эти агрегаты небольшого размера, очень производительные и бесшумные.

Области применения: строительство (доставка растворов на верхние этажи), пищевая, металлообрабатывающая и химическая промышленности.

Коэффициент полезного действия

Чтобы выбрать хороший и мощный насос, нужно знать, что называется коэффициентом полезного действия насосного агрегата каждого вида. Коэффициент полезного действия насосного агрегата, включает в себя учёт механических, гидравлических и объёмных потерь, которые возникают при наделении энергией используемой жидкости.

Примерные показатели КПД:

• центробежные – максимум 0.95;
• поршневые – 0.9;
• вихревые – 45%;
• винтовые – 0.8.

Это максимальные показатели КПД двигателя и насоса.

Паспорт насосного агрегата

Типовой паспорт насосного агрегата, обязательно должен присутствовать при его приобретение.

В нем должны содержаться такие данные:

1. Руководство по эксплуатации.
2. Маркировка и упаковка.
3. Транспортировка и хранение.
4. Указания по безопасности.
5. Монтаж и установка.
6. Запуск и остановка.
7. Дальнейшая эксплуатация.
8. Гарантийные обязательства.
9. Сведения о тех обслуживание.
10. Описание отдельных элементов (схема).

Насосный агрегат с электродвигателем – особенности выбора и монтажа

Насосные агрегаты, укомплектованные мощным электрическим двигателем, рассчитаны на работу в нефтедобывающей, горной, химической, строительной промышленности, в сфере ЖКХ. С помощью таких устройств перекачивается нефть, промывающие жидкости, вода с высоким содержанием абразивов, производственные растворы, питьевая вода. При этом насосный агрегат с электродвигателем должен обладать такими основными характеристиками, как высокая производительность и большое расстояние подачи жидкости.

В зависимости от сферы использования устройства и типа перекачиваемого вещества, выделяются различные конструктивные варианты насосных устройств.

Конструкция насосного оборудования

Общие конструктивные моменты в насосных агрегатах, независимо от их типа, одни и те же. Состоит устройство из четырех основных комплектующих:

1. Опорная рама.
2. Электродвигатель.
3. Трансмиссия.
4. Насосный сегмент.

В качестве силового элемента для насосных агрегатов используются синхронные и асинхронные варианты моторов, зависимо от условий работы. Электромотор аппарата устанавливается на силовую раму, которая служит соединителем для всех частей и частично снижает вибрационные колебания.

Рабочую часть устройства представляет вертикальный или горизонтальный электронасос. Насос с электродвигателем соединяется с помощью трансмиссионного элемента. Он представляет собой вал, который разделен на несколько секций. На валу располагаются подшипники. Уплотнение перехода между секциями осуществляется с помощью сальников в аппаратах для перекачивания воды. В моделях, рассчитанных под транспортировку нефти и других веществ, устанавливается торцевое уплотнение из графита или керамики.

Смазывание подшипников производится за счет перекачиваемой жидкости. Подшипники, которые относятся к упорным, смазываются масляной системой.

Насосный агрегат с электродвигателем – виды

Насосные агрегаты отличаются высокой стоимостью, а большинство моделей рассчитано на специфические условия использование. В результате этого используются такие устройства преимущественно в промышленной сфере.

Прежде всего, распределение насосных агрегатов производится по сфере использования машины. В этом плане выделяются:

1. Насосы для отопительных систем и систем кондиционирования. Они также используются для линии транспортировки горячей и холодной воды на предприятиях и в многоквартирных жилых домах.
2. Химические аппараты. Такой тип насосной техники рассчитан на применение в косметической, фармакологической, машиностроительной промышленности. Основная задача машин – транспортировка агрессивных жидкостей, поэтому аппарат выполнен из инертных материалов.
3. Агрегаты пищевого типа. Используются в пищевой промышленности. Основное требование к материалам полная нейтральность и безопасность для здоровья.
4. Насосная техника для работы с нефтепродуктами. Такие аппараты делятся на поверхностный и погружной тип и рассчитаны, соответственно, на транспортировку и выкачку нефти.

Отдельным сегментом выступают насосные аппараты для перекачки фекалиев и стоков в указанную точку в отведения.

Наиболее масштабное распределение агрегатов осуществляется по специфике рабочей камеры. Выделяются устройства объемного и динамического типа.

Объемный тип устройств

Первый тип включает в себя агрегаты, в которых рабочая камера в процессе работы изменяет свой объем. При расширении объема всасывается жидкость из впускного патрубка, при сжатии – вещество выталкивается в напорный патрубок. Главными преимуществами такого типа аппаратов является высокая производительность, напорные характеристики и высокая допустимая норма примесей.

По типу рабочего органа в этом сегменте выделяются такие насосы:

Единственным недостатком такого типа устройств является высокий уровень вибрации. Поэтом, чтобы обеспечить безопасность узлов агрегата и помещения, машина устанавливается на усиленную бетонную основу.

Динамические аппараты

В случае с динамическими насосными аппаратами, то здесь рабочая камера объем не меняет в течении всего периода работы. При этом перемещение жидкости в магистрали осуществляется с помощью специальных рабочих органов. Данная категория отличается минимальным показателем вибрации, но и рабочие характеристики здесь меньше, чем в объемных моделях.

Динамический тип насосной техники включает в себя всего два варианта исполнения:

• струйные насосы;
• насос центробежный.

Струйные агрегаты рассчитаны на работу в скважинах, шахтах, каналах. Принцип действия такого устройства заключается в транспортировке одного вещества с помощью второго. Рабочий орган здесь не используется, а перемещение жидкости осуществляется за счет передачи кинетической энергии от другой жидкости или газа. Среди недостатков таких моделей выделяется невысокая мощность. А основными достоинствами являются напорная характеристика и низкий износ узлов.

Центробежный агрегат базируется на основе центробежного насоса. Внутри рабочей камеры такого аппарата располагается рабочее колесо, по кромке которого установлен ряд изогнутых лопаток. В различных моделях используется одно (одноступенчатое) или несколько (многоступенчатые) рабочих колес. В ходе работы машина разгоняет жидкость вокруг оси камеры, предавая ей ускорение с каждым витком. Когда показатель ускорения достаточно высокий перекачиваемая жидкость выталкивается в трубопровод.

В качестве соединения насоса и электродвигателя выступает металлический вал, который приводит колесо в движение. Место соединения электродвигателя с насосом защищается от попадания влаги посредством керамических уплотнений.

Такой тип аппаратов используется для транспортировки различных жидкостей (включая воду с различной температурой и различным содержанием абразива), а также для фонтана.

Еще одним недостатком динамических устройств является высокая чувствительность к сухому ходу и, как следствие, быстрый перегрев мотора при работе в сухую. Поэтому в некоторые модели необходимо заливать жидкость перед началом работы.

Основные моменты установки насосных агрегатов

Установка насосов центробежных с электродвигателем является довольно сложной задачей. Устройство отличается солидными габаритами, дорого стоит, а при неправильной центровке вала быстро приходит в негодность.

Подготовительные моменты

Монтаж техники начинается с четкого плана размещения и подготовки основы для машины. Прежде всего, необходимо выбрать место, в котором устройство не будет мешать. Желательно не располагать рядом дополнительную технику, чтобы ее не повредили вибрации агрегата. Также не рекомендуется устанавливать объемные модели в цеху, где работают люди.

После того, как определились с местом, следует сделать мощный фундамент. Такой элемент установки поглощает часть вибраций, предотвращает повреждение помещений в случае установки особо мощных моделей. Также такой вариант размещения предусмотрен НПБ и его регулярно проверяет пожарный инспектор.

Заливаемый фундамент делается из бетона с маркой 90. Для этого выкапывается котлован по размерам плиты насоса. Глубина углубления должна быть не меньше уровня промерзания и расположения водопроводных каналов. Дно ямы можно армировать или выложить бутовым камнем. Дальше все пространство заливается бетоном и сохнет в течение 3-4 недель. Основа должна на 5-10 см выступать с каждой стороны плиты аппарата, а ее высота над уровнем пола должна быть не меньше 10 см.

На высохший фундамент устанавливается рама. Под плиту выставляются резиновые прокладки, при этом с помощью уровня устройство выравнивается. Если плита имеет большие размеры и для надежности фиксируется в нескольких местах, прокладки выставляются на расстоянии 50-100 см друг от друга. Общее число прокладок на одной точке не должно превышать пяти. Расстояние между прокладками, а также между прокладкой и плитой составляет 0,05 мм.

Когда насосный аппарат выставлен на прокладки, он фиксируется к фундаменту с помощью анкерных болтов. Под шляпку болта с обратной стороны плиты также устанавливают прокладку.

Центровка и проверка устройства

В случае, когда рама на место установки поступает в разобранном состоянии, необходима центровка насоса с электродвигателем. Неправильная соосность вала способна в два раза снизить срок эксплуатации агрегата. Для того чтобы провести центровку, прежде всего, необходимо с помощью уровня выровнять насос на раме и надежно зафиксировать его. Дальше с помощью линейки и щупа центрируется мотор. Если в модели присутствует редуктор, то сначала монтируется редуктор, а по нему выставляются другие комплектующие.

Если в комплект входит трубопровод, то все узлы центрируются по нему. В случае с гидромуфтой – она является ориентиром для центровки электронасоса, двигателя и редуктора.

Отдельным моментом выступает центровка валов насоса и электродвигателя. Проходит операция в два этапа. Сперва проводится предварительная центровка с помощью линейки и щупа. Дальше идет окончательное центрирование при помощи магнитных индикаторов.

Если соосность машины восстановлена, к ней подключается трубопровод, подливается цемент, заполняется маслом смазочная система. После этого проводится проверка агрегата. Сначала проверяется работа в холостом режиме (если это позволяют заводские параметры). После этого камера заполняется рабочей жидкостью, и устройство эксплуатируется в рабочем режиме.

Центровка валов (видео)