Насосы. Многоступенчатые насосы Многоступенчатые насосы высокого давления для воды

Тот, кто знаком с работой компрессорных установок, поймет сразу. По сути, принцип функционирования многоступенчатых насосов практически ничем не отличается. Перекачиваемая жидкость последовательно перемещается по секциям, в каждой из которых повышается ее давление. Напор воды на выходе прибора определяется суммарным создаваемым его значением на каждом этапе.

Такое техническое решение дает определенные преимущества насосам многоступенчатым перед традиционными аналогами .

• Один прибор, без дополнительных элементов, включаемых в систему, создает в трубе повышенный напор (до 400 м). Если учесть, что в большинстве частных строений сложная схема водоснабжения, с несколькими «точками» разбора жидкости и значительной удаленности источника (колодца, скважины) от дома, плюс более чем весомый.
• Относительная бесшумность. О полном отсутствии звуков работающего двигателя говорить не приходится, но их уровень настолько незначительный, что в расчет это не принимается. Это объясняется просто – для создания должного напора не имеет смысла использовать в насосе габаритный двигатель. В моделях многоступенчатых давление повышается за счет синхронной работы нескольких колес. Следовательно, они характеризуются отличным сочетанием таких показателей, как мощность и создаваемый напор. Это уже третий плюс приборов данной группы.

А есть ли у многоступенчатых насосов недостатки? С точки зрения практического применения всего один – они пригодны лишь для работы с чистыми жидкостями. Подразумевается, что в воде допускается присутствие только мельчайших фракций (загрязненность до 100 г/м3), иначе эффективность функционирования прибора резко падает, а ресурс сокращается.

Многие ставят насосам многоступенчатым в минус их высокую цену. Да, они стоят дороже традиционных аналогов примерно в 2,5 раза. Но анализ всех аспектов их практического использования показывает, что монтаж именно этого устройства иногда целесообразнее. Дело в том, что для создания такого же напора, если приобретать модель с одним рабочим колесом, потребуется изделие с большей мощностью. А данная характеристика напрямую влияет на его цену. К тому же нельзя сбрасывать со счетов и повышенное энергопотребление. Поэтому экономия выходит практически нулевая, а в плане удобства монтажа (по причине компактности) многоступенчатые насосы предпочтительнее. Да и эксплуатация их обходится дешевле.

Как классифицируются приборы этой группы? Они отличаются пространственной ориентацией вала, на котором располагаются рабочие колеса. Вертикальные насосы – это модели погружные, а горизонтальные – главным образом поверхностные. Для обеспечения частных строений водой из автономного источника приборы последней разновидности в основном и приобретаются. Дело в том, что они более универсальны, и могут использоваться в других целях. Например, для подъема давления на трассе. С одним из представителей моделей этого типа – МН 500С – его характеристиками и стоимостью можно познакомиться, перейдя по ссылке .

• При выборе многоступенчатого насоса лучше ориентироваться на отечественные приборы. Во-первых, не будет проблем с ремонтом изделия. Те же сальники необходимо периодически менять. Во-вторых, наши инженеры учитывают российскую специфику, в первую очередь, качество воды. Следовательно, насосы made in Russia прослужат значительно дольше.
• Консультация специалиста по выбору оптимальной модели лишней также не будет. Учесть все аспекты применения насоса многоступенчатого, правильно разобраться в его характеристиках и определить требуемые значения величин, не имея достаточных профильных знаний, не получится. Следовательно, не факт, что деньги будут потрачены рационально, а результат оправдает ожидания.

Огромное разнообразие насосных агрегатов используемых как в быту так и в промышленности заставляет конструкторов придумывать все более совершенные модели, увеличивая рабочие характеристики.

О том, чем Вам могут быть полезны многоступенчатые насосы для воды рассмотрим в этой статье.

Особенности конструкции

В зависимости от конструкции и количества рабочих колес насосы делятся на одноступенчатые насосы – с одним рабочим колесом и многоступенчатые – с двумя и более рабочими колесами.

Принцип работы многоступенчатого насоса не меняется: в области входа жидкости во всасывающую полость образуется область разрежения, на выходе из насоса в направляющем аппарате область нагнетания. Благодаря разности давлений центробежный насос перемещает среду по трубам.

Отличия между одноколесным и много колесными насосами в плане характеристик меняются только в плане подачи. Подача многоколесных насосов равна сумме подач каждого из колес, т.е. подача увеличивается во столько раз сколько колес смонтировано на валу.

Принцип и схема работы многоступенчатого насоса

Напор, создаваемый колесом центробежной машины, определяется произведением U*C, где U – окружная скорость движения жидкости в колесе, С – абсолютная скорость, или скорость движения жидкости относительно неподвижного корпуса.

Для достижения высокого напора в насосе с одним колесом необходимо иметь большое значение окружной скорости.

Но окружная скорость ограничена условиями прочности колес и кавитацией.

Скорость U для колес из чугуна по условиям прочности ограничена величиной 40 м/с, для стальных колес – около 300 м/с.

В специальных конструкциях транспортных нагнетателей для колес из легких сплавов высокой прочности допускают окружные скорости более 500 м/с.

В насосах, подающих воду и технические жидкости, скорость вращения, а следовательно, и напор ограничиваются условиями возникновения кавитации.

Многоступенчатый центробежный насос представляет собой ряд одноступенчатых агрегатов, рабочие колеса которых располагаются на общем валу и включены последовательно.

При последовательном включении колес напоры, создаваемые ими, складываются так, что полный напор машины равен сумме напоров отдельных ступеней.

В большинстве случаев при подаче несжимаемых жидкостей геометрические размеры всех ступеней одинаковы и поэтому полный напор такой машины равен напору одной ступени, умноженному на число ступеней машины.

Поток жидкости поступает через входную камеру 1 в рабочее колесо 2 первой ступени машины, откуда получив от лопаток рабочего колеса некоторое количество энергии, выбрасывается в направляющий аппарат 3 этой ступени.

Из второй ступени поток направляется в третью и т.д.

Обратный направляющий аппарат

Обратный направляющий аппарат является характерным элементом многоступенчатой центробежной машины.

При выходе из направляющего аппарата первой ступени поток жидкости обладает значительным значением абсолютной скорости, т.е. он закручен относительно центра машины. Если такой поток подвести к лопастям рабочего колеса второй ступени, то он получит ещё одно приращение энергии.

Если на пути между выходом из направляющего аппарата первой ступени и входом в рабочее колесо второй ступени расположить лопаточное направляющее устройство, то оно будет работать так же эффективно как и рабочее колесо первой ступени.

Назначение же обратного направляющего аппарата заключается в обеспечении оптимального закручивания потока с целью эффективной передачи энергии потоку в следующей ступени насоса.

Напоры создаваемые современными центробежными многоступенчатыми насосами достигают значения 400 метров водного столба. Имеются насосы с числом ступеней до 30.

Горизонтальный и вертикальный многоступенчатый насос

В зависимости от назначения и области применения конструкция многоступенчатого центробежного насоса может быть следующих типов.

– как видно из названия такие насосы устанавливаются вертикально. Благодаря конструкции создают очень высокий напор при умеренной подаче. Основная область применения в повседневной жизни – это обеспечения водоснабжения из скважины или колодца.

Вертикальный многоступенчатый центробежный насос используется для обслуживания скважин, кроме того такая конструкция применяется в изготовлении дренажных и фекальных насосов.

Вертикальный многоступенчатый насос погружного используются для подачи воды из скважин (скважинные насосы). В процессе эксплуатации они полностью погружены в воду. Некоторые модели даже могут размещаться в трубе, по которой происходит перемещение жидкости.

Современные конструкции многоступенчатых погружных насосов способны поднимать воду на высоту до 100 при подаче до 50 кубических метров в час.

Горизонтальные многоступенчатые насосы – отталкиваясь от названия приходим к выводу, что такой агрегат монтируется горизонтально. Такой тип конструкции также позволяет увеличить напор во столько раз, сколько у него ступеней. Все колеса горизонтального многоступенчатого насоса насажены на общий вал и образуют единый ротор.

Центробежные горизонтальные насосы применяются при оснащении насосных станций и там, где требуется большой напор при определенной техническим проектом подаче.

Секционные многоступенчатые насосы

В случае, когда центробежная машина при заданном напоре должна обеспечивать такую подачу, что размеры проточной части оказываются конструктивно неприемлемыми, применяют параллельное соединение рабочих колес.

При высоких напорах и больших подачах находят применение центробежные машины многопоточного типа со ступенями давления. Такие машины состоят из двух или четырех групп ступеней давления. Такие насосы называют секционными многоступенчатыми насосами

В каждой группе ступени включены последовательно с целью повышения напора, а группы ступеней включены параллельно. В качестве примера соединения ступеней и групп в смешанном типе центробежной машины приведена схема работы трехступенчатой двухпоточной машины с симметричным расположением ступеней и их групп.

Видео про многоступенчатые насосы

Очень большим преимуществом многоступенчатого насоса является то, что система уравновешивания осевого давления, подшипники и сальники объединяются в одном общем для всех ступеней корпусе, что придает насосу компактность, уменьшает вес и снижает стоимость.

Центробежные насосы активно используются как в быту, так и в промышленности. В зависимости от конструктивного исполнения их относят к многоступенчатым насосам или одноступенчатым. Насосное оборудование, принадлежащее к каждой из этих категорий, не только имеет особенное внутреннее устройство, но и отличается специфическими техническими характеристиками и, соответственно, сферами применения.

Конструктивные отличия

Насос центробежный, что становится понятно уже из его названия, является устройством, которое перекачивает жидкие среды за счет действующей на них центробежной силы. Основным рабочим органом насосного оборудования данного типа, который и обеспечивает формирование такой силы, является колесо (или барабан), на внешней цилиндрической поверхности которого зафиксированы специальные лопасти.

Корпус насосов рассматриваемого типа может быть выполнен из чугуна или стального сплава. Внутри такого корпуса размещаются приводной электродвигатель и соединенный с ним вал вращения, на котором и фиксируется колесо с лопастями. По своему конструктивному исполнению рабочее колесо насоса может быть открытым или закрытым. Открытые рабочие колеса состоят из одного диска, на внешней поверхности которого зафиксированы лопасти, закрытые – из двух дисков, соединенных между собой рабочими лопастями.

Лопасти располагаются под определенным углом, их изгиб направлен в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса. Такое расположение лопаток обеспечивает более эффективную работу насосного оборудования. Всасывание перекачиваемой жидкой среды во внутреннюю камеру насоса, а также ее выталкивание в напорную магистраль осуществляется через патрубки.

Принцип, по которому работают как одноступенчатые устройства, так и насосы многоступенчатые, заключается в следующем.

• Жидкость, находящаяся во внутренней части насоса перед его запуском, при вращении рабочего колеса захватывается лопастями и начинает перемещаться вместе с ними.
• Под воздействием центробежной силы жидкость отбрасывается к стенкам внутренней камеры, за счет чего возле них создается высокое давление.
• При перемещении через область напорного патрубка жидкость, находящаяся под высоким давлением, выталкивается в него.
• При откидывании перекачиваемой насосом жидкости к стенкам рабочей камеры в центральной части последней создается разрежение воздуха, что способствует всасыванию жидкой среды через входной патрубок.

За счет вышеописанного принципа работы в насосах как одноступенчатого, так и многоступенчатого типа обеспечивается непрерывность процесса всасывания и выталкивания перекачиваемой жидкости при вращении рабочего колеса. Сферу применения насосного оборудования данного типа значительно расширяет тот факт, что, в отличие от поршневых устройств, оно не создает пульсаций напора жидкости в обслуживаемой им трубопроводной системе.

Как уже говорилось выше, одноступенчатые и многоступенчатые центробежные насосы имеют конструктивные особенности, которые и определяют различия в их технических характеристиках. Так, основными элементами конструкции одноступенчатого насоса являются:

1. корпус, который часто называют «улиткой»;
2. рабочее колесо с лопастями;
3. уплотнительные элементы вала;
4. вал, соединенный с приводным электродвигателем и обеспечивающий вращение рабочего колеса;
5. уплотнительные элементы камеры с масляной ванной;
6. опора для подшипникового узла;
7. несущая опора;
8. отверстие, при помощи которого осуществляется контроль уровня масла в камере.

Одноступенчатый центробежный насос, в отличие от многоступенчатых моделей, оснащается одним рабочим колесом. Центробежный многоступенчатый насос может иметь в своем оснащении два и более рабочих колеса с лопатками, что позволяет значительно повысить эффективность такого оборудования.

Благодаря наличию нескольких рабочих колес центробежные многоступенчатые устройства, если сравнивать их с одноступенчатыми, обладают определенными преимуществами.

• С помощью многоступенчатых насосов можно осуществлять перекачивание жидкости с более высокой производительностью, характеризующей количество жидкой среды, которую гидромашина пропускает через себя в единицу времени.
• Многоступенчатые насосы способны формировать поток жидкости с более высокими показателями напора, измеряемого в метрах водяного столба. Фактически напор жидкости, который создают электронасосы многоступенчатого типа, складывается из суммы напоров, создаваемых каждой его ступенью. Такое качество многоступенчатых гидромашин позволяет добиваться более высокого давления жидкости в обслуживаемых ими трубопроводных системах и перемещать ее по ним на более дальние расстояния и более значительные высоты.

Многоступенчатый центробежный насос в зависимости от своего конструктивного исполнения может быть секционным или спиральным. В устройствах секционного типа жидкая среда в процессе перекачивания последовательно перемещается от первой секции насоса к последней, при этом напор жидкости увеличивается также последовательно. Современные модели многоступенчатых насосов секционного типа способны обеспечить производительность процесса перекачивания жидкости, значение которой доходит до 900 м 3 , при этом напор рабочей среды, создаваемый такими устройствами, может доходить до 1900 метров водяного столба.

Достоинства и недостатки насосов центробежного типа

Как многоступенчатый, так и одноступенчатый насос отличается целым рядом достоинств, которые и делают данные устройства такими популярными среди потребителей. К преимуществам рассматриваемых гидромашин относятся:

1. компактные габариты и небольшой вес (поскольку рабочий вал насосного оборудования напрямую соединен с приводным электродвигателем, что исключает необходимость использования дополнительных передаточных механизмов);
2. высокая надежность и длительный эксплуатационный срок, отсутствие необходимости в осуществлении регулярного технического обслуживания;
3. минимизация риска возникновения скачков давления (жидкая среда, перекачиваемая насосами данного типа, подается в напорную магистраль в плавном режиме);
4. отсутствие клапанных элементов (это дает возможность перекачивать загрязненные жидкие среды, содержащие в своем составе нерастворимые твердые включения);
5. простота конструкции (именно поэтому любой многоступенчатый или одноступенчатый насос доступен по цене).

Среди недостатков одно- и многоступенчатых насосов выделяют:

• достаточно низкий КПД при работе в режиме малой производительности (это становится проблемой в том случае, когда требуется под высоким давлением перекачать маленький объем жидкой среды);
• невозможность быстрого запуска (чтобы такие устройства начали работать, их рабочую камеру необходимо предварительно заполнить жидкостью).

Основания классификации

Центробежные насосы (как многоступенчатые, так и одноступенчатые) делятся на различные категории по ряду своих параметров и вариантов конструктивного исполнения. Так, в зависимости от пространственного положения оси рабочего вала они могут относиться к одному из следующих типов:

• насосы горизонтальные центробежные;
• устройства с вертикальным расположением рабочей оси.

Центробежный горизонтальный насос, ось вращения вала и рабочего колеса которого располагаются строго в горизонтальной плоскости, – это, как правило, крупногабаритная установка, используемая в промышленных целях. Центробежные горизонтальные насосы применяют для оснащения насосных станций, обеспечивающих работу систем автономного водоснабжения, в которых подобные устройства используются совместно с гидроаккумулятором. Таким образом, горизонтальный насос требует больше места для своей установки.

Центробежные насосы с вертикальным расположением оси вала и рабочего колеса нашли большее распространение в бытовой сфере. В таком конструктивном исполнении может быть представлен как поверхностный многоступенчатый насос, используемый для обслуживания системы автономного водоснабжения, так и дренажный или фекальный.

Еще одним критерием, по которому среди одно- и многоступенчатых насосов выделяют различные категории, является расположение такого оборудования по отношению к перекачиваемой жидкой среде. Так, в зависимости от данного параметра насосы могут быть поверхностными (или наземными), погружными и полупогружными. Поверхностные устройства, в качестве которых может выступать вертикальный многоступенчатый и одноступенчатый или горизонтальный многоступенчатый и одноступенчатый насос, располагаются на поверхности земли, вне скважины, но поблизости от нее.

Помещают такое оборудование, надежно защищенное от попадания влаги, в приямке, на специально подготовленной площадке или в отдельном помещении. Одним из наиболее значимых недостатков насосного оборудования данного типа является то, что при работе оно издает достаточно много шума. Следует учитывать и то, что поверхностные центробежные насосы можно выбирать лишь в том случае, если глубина скважины, из которой планируется откачивать воду с их помощью, не превышает десяти метров.

Центробежные насосы погружного типа в процессе эксплуатации полностью погружаются в перекачиваемую среду. Отдельные модели вертикальных центробежных насосов погружного типа могут размещаться даже в трубе, по которой осуществляется откачивание жидкой среды. При использовании погружных насосов воду из обслуживаемой скважины можно поднимать с глубины 40 метров и более. Насосы погружного типа способны обеспечить перекачивание жидкой среды с производительностью до 16 м 3 /час, при этом ее напор может достигать 200 метров водяного столба. Погружные насосы практически не издают шума при своей работе, поскольку полностью находятся в жидкой среде.

Насосы этого типа заслуженно считаются самыми эффективными и универсальными устройствами для перекачки жидкостей. Но и они имеют свои ограничения. Для многих задач требуется ограничить диаметр насоса и при этом увеличить его производительность и напор. Эти два требования вступают в противоречие.

Ступени насоса

Конфликт между стремлениями ограничить диаметр насоса и повысить его нагнетательные возможности разрешается применением многоступенчатой схемы. Многоступенчатый насос имеет несколько рабочих колес, расположенных на одном валу в общем корпусе. Давление, создаваемое каждым из них, вносит свой вклад в суммарный напор на выходе.

Многоступенчатые насосы Pedrollo применяются везде, где необходимо получить высокую производительность перекачки жидкостей с хорошим напором. Прежде всего, это различные варианты погружных и глубинных насосов. Как правило, это устройства, предназначенные для подачи воды из колодцев и скважин. Условия эксплуатации насосов налагают отпечаток на их конструкцию и компоновку.

Насосы на все случаи

Погружные многоступенчатые насосы Pedrollo выполняются в виде вертикального цилиндра из нержавеющей стали, в котором смонтированы рабочий орган и электропривод. Такая компоновка позволяет сделать устройство компактным и удобным в использовании. Единый корпус обеспечивает герметичность электродвигателя и его эффективное охлаждение перекачиваемой жидкостью. По такой схеме изготовлены модели серий VL и VLE. Эти модели имеют 4–7 рабочих колес и могут подать воду на высоту до 105 м. Изделия серии VLE, кроме того, могут работать и без погружения, с установкой на ровную поверхность.

Модели этого типа предназначены для погружения в колодец или в скважину. В последнем случае их корпус имеет диаметр, позволяющий опустить его в трубу скважины. Кроме размеров, скважинные насосы обладают конструктивными особенностями, предохраняющими их от разрушительного воздействия песка, который несет с собой перекачиваемая вода.

Поверхностные многоступенчатые насосы Pedrollo не объединены одним корпусом с электродвигателем, но все же выполнены в виде цельного блока. Мотор здесь охлаждается потоком воздуха от собственного вентилятора.

Различают насосы с вертикальным и горизонтальным валом. Трехступенчатые агрегаты серии 2-4CP предназначены для горизонтальной установки. Прочный чугунный корпус, компактность и простота делают насосы этой серии недорогими и неприхотливыми тружениками.

Вертикальные многоступенчатые насосы Pedrollo имеют корпус из нержавеющей стали и основные силовые элементы из чугуна. Вертикальная компоновка позволяет смонтировать и подключить их на ограниченном пространстве.

Разнообразие, которое демонстрирует модельный ряд Pedrollo, не оставляет сомнений, что для любой задачи и для любого применения здесь можно найти подходящий агрегат.

Купить многоступенчатый насос

Определив модель многоступенчатого насоса в ходе консультации с нашими специалистами, Вы можете его приобрести у нас!
С более подробной информацией можно ознакомиться в разделе «

Центробежные насосы являются наиболее распространенным видом насосов среди широкого спектра насосной техники, представленной в Украине. Так, более 50% рынка насосного оборудования приходится именно на центробежные насосы. Компания «Ватерпасс» предлагает центробежные насосы известных зарубежных производителей: Salvatore Robuschi, Varisco, JEC.

Секрет популярности центробежных насосов заключается в их высокой производительности, прочности и широких возможностях применения. Применяются насосы данного вида в водоснабжении и водоотводе, металлургической, нефтяной, химической, пищевой и прочих отраслях промышленности. Касательно прочности центробежных насосов следует отметить, что они рассчитаны на постоянную перекачку и их детали практически не подвержены износу - а это говорит об отсутствии необходимости частых замен частей оборудования, что позволяет не совершать значительных трат как финансовых ресурсов предприятия, так и времени на простой производства. Кроме этого, конструктивные особенности позволяют просто и быстро осуществлять обслуживание насоса. Центробежные насосы также привлекают возможностью применения в условиях повышенных требований к гигиене, сверхвысоких температур (до + 350° С) и в условиях взаимодействия с химически агрессивными веществами. Один из самых существенных аспектов привлекательности центробежных насосов на рынке насосного оборудования - это их высокая производительность. Минимальный перекачивающий объем центробежных насосов порой равен средним показателям иных видов насосного оборудования, а их максимальная производительность достигает порядка 2.5 тыс. м 3 в час.

По монтажному признаку центробежные насосы делятся на моноблочные и консольные.

Разделение насосов по монтажному принципу.

Одноступенчатые центробежные насосы широко применяются во многих сферах деятельности и предназначены для перекачки воды, суспензий, эмульсий, химически активных жидкостей, а также устанавливаются в заглубленных насосных станциях.

Одноступенчатый насос RC.

Одноступенчатый насос RD.

Одноступенчатый насос RDL.

Одноступенчатый насос RS.

Многоступенчатые центробежные насосы отличаются способностью достигать больших напоров при относительно небольших подачах. Делятся многоступенчатые насосы на секционные и спиральные. Многоступенчатый центробежный насос секционного типа перекачивает жидкость через направляющие аппараты каждой из секций последовательно из одного колеса в другое. Подача насосов этого типа достигает 850 м 3 /ч, развивая напор до 1900 м.

Многоступенчатые насосы спирального типа обладают рядом преимуществ перед секционными. Так, они характеризуются более высоким КПД, простотой сборки и разборки, уравновешенным осевым давлением, отсутствием направляющих аппаратов, что дает возможность значительного обтачивания колеса без существенного снижения КПД аппарата.

Применяются многоступенчатые центробежные насосы в отопительных системах, системах водоснабжения и кондиционирования, ГВС, для полива и при тушении пожаров, а также могут быть использованы для перекачивания агрессивных сред.

Многоступенчатый насос TS.

Выбор того или иного насоса требует определения ряда параметров и консультации квалифицированного специалиста. Тип центробежного насоса, который будет соответствовать всем запросам клиента, поможет определить консультант компании «Ватерпасс».