Вихревые насосы в Минске

Вихревые насосы для промышленных гидравлических систем

Вихревые насосы это динамические лопастные машины, в которых передача энергии перекачиваемой среде осуществляется за счёт вихревого движения жидкости в кольцевой полости между рабочим колесом и корпусом. В отличие от центробежных агрегатов, где поток движется радиально, в вихревых насосах одна и та же порция жидкости многократно проходит через межлопаточные каналы, что обеспечивает высокий напор при относительно малой подаче. Такая конструкция позволяет достигать коэффициента полезного действия до 45 % при работе на средах с повышенным содержанием газа.

Конструктивные особенности и принцип действия

Основными элементами вихревого насоса являются закрытое рабочее колесо с радиальными или наклонными лопатками, торцевой канал в корпусе и разделительный выступ между всасывающим и нагнетательным патрубками. При вращении колеса жидкость захватывается лопатками, ускоряется в тангенциальном направлении и передаёт кинетическую энергию потоку в канале. За счёт многократного контакта с лопатками напор, развиваемый вихревым насосом, в 37 раз превышает напор центробежного колеса того же диаметра при одинаковой частоте вращения.

Рабочие характеристики вихревых насосов определяются геометрией проточной части: шириной бокового канала, углом установки лопаток, радиальным зазором между колесом и корпусом. Оптимальный зазор составляет от 0,1 до 0,25 мм его увеличение приводит к резкому падению напора и КПД. Корпуса изготавливаются из чугуна, бронзы или нержавеющей стали в зависимости от химической агрессивности перекачиваемой среды.

Технические параметры и рабочие характеристики

Промышленные вихревые насосы выпускаются с подачей от 0,5 до 30 м/ч и напором от 10 до 120 м. Частота вращения вала составляет от 1450 до 2900 об/мин при питании от стандартной трёхфазной сети 380 В. Мощность электродвигателя варьируется от 0,25 до 15 кВт. Допустимая температура перекачиваемой среды от 20 до +90 C, для моделей с термостойкими уплотнениями до +120 C.

Важной особенностью вихревых насосов является способность к самовсасыванию: они создают разрежение до 78 м водяного столба без предварительного заполнения всасывающего трубопровода. Это свойство делает их пригодными для работы с газожидкостными смесями, содержащими до 20 % воздуха по объёму. Максимальное рабочее давление на нагнетании достигает от 16 до 20 бар в зависимости от исполнения корпуса.

Материалы исполнения и уплотнения вала

Выбор конструкционных материалов определяется свойствами перекачиваемой среды и условиями эксплуатации. Для чистой холодной воды применяются чугунные корпуса с бронзовым рабочим колесом. Для химически активных сред используются насосы из нержавеющей стали 12Х18Н10Т или сплавов на основе никеля. Торцевые уплотнения вала выполняются из карбида кремния, графита или керамики выбор пары трения зависит от абразивности и температуры среды.

Для перекачивания сжиженных углеводородных газов, конденсата и криогенных жидкостей применяются специальные исполнения с двойным торцевым уплотнением и системой затворной жидкости. Взрывозащищённые модели оснащаются электродвигателями с классом взрывозащиты 1ExdIIBT4 и используются в нефтегазовой отрасли.

Области применения

Вихревые насосы востребованы в системах, где требуется высокий напор при малых расходах и наличие самовсасывающей способности:

• питательные системы паровых котлов малой и средней мощности;
• топливоподающие установки горелочных устройств котельных;
• системы смазки редукторов и подшипниковых узлов металлорежущих станков;
• дозирующие и перекачивающие установки в химическом производстве;
• системы орошения и мелкодисперсного распыления в сельском хозяйстве;
• циркуляционные контуры охлаждения компрессорного оборудования.

В пищевой промышленности используются модели из нержавеющей стали для перекачивания молочной сыворотки, пивного сусла, растительных масел и других жидкостей с температурой до +90 C. В судостроении вихревые насосы применяются в системах осушения трюмов и балластных операциях благодаря способности работать с воздушными пробками.

Преимущества и ограничения эксплуатации

Ключевым достоинством вихревых насосов является высокий напор при компактных габаритах масса агрегата производительностью 2 м/ч и напором 40 м не превышает 25 кг. Самовсасывающая способность позволяет устанавливать насос выше уровня жидкости без применения обратных клапанов и заливных устройств. Простота конструкции обеспечивает лёгкость обслуживания и ремонта в полевых условиях.

Ограничением является низкий КПД (от 25 до 45 %) и чувствительность к абразивным включениям. При содержании механических примесей более 50 мг/л ресурс рабочего колеса и корпуса существенно снижается. Для перекачивания загрязнённых жидкостей рекомендуется устанавливать фильтры грубой очистки на всасывающем трубопроводе с ячейкой сетки не более 0,5 мм.

Вопросы и ответы (FAQ)