Основні типи і види насосів, їх характеристики

Основні типи і види насосів, їх характеристики

Насосом називається гідравлічний пристрій, призначений для всмоктування, напірного переміщення або нагнітання рідини за допомогою сполучення їй зовнішньої кінетичної або потенційної енергії.

Види насосів для води розрізняють за наявними у них технічними параметрами, до яких відносять:

  • кількість рідини, яка переміщує насос в одиницю часу;
  • тиск, що розвивається, або максимальний напір;
  • ККД;
  • потужність.

Історія винаходу

Перші види насосів з 'явилися ще в 1-му столітті до н. е. Вони допомагали в гасінні пожеж. Однак аж до 18-го ст. подібні пристрої використовувалися вкрай рідко.

Все змінилося після винаходу парової машини і збільшення потреби у воді. Різні види насосів стали витісняти водопідйомні пристрої і знайшли широке застосування в господарській діяльності людини. З часом вимоги до гідравлічних механізмів ставали все більш різноманітними. З розвитком технічної думки намітилися і основні види насосів. У їх число входили поршневі, обертальні, а також машини, що не мають рухомих робочих органів.

Досягнення науки і техніки призвели до того, що на сьогоднішній день існує безліч різних видів насосів. Що вони представляють собою, яке їхнє основне призначення, розглянемо в цій статті.

Побутові та промислові гідравлічні машини

Існуючі на сьогоднішній день види насосів мають різну класифікацію. Одна з них стосується сфери застосування подібних пристроїв і виділяє з них побутові та промислові. Перші з цих машин застосовуються для каналізації, опалення та водопостачання в житлових і виробничих приміщеннях.

Промислові насоси призначаються для використання в різних системах і установках. Їх застосовують для подачі води, перекачування нафтопродуктів і агресивних речовин, а також для здійснення багатьох інших специфічних дій.

Насоси об 'ємної дії

Ще одна класифікація гідравлічних машин враховує їх конструктивні особливості і принцип дії. Які види насосів у цьому випадку є основними? Це об 'ємні і динамічні гідравлічні машини.

У перших з них робочим органом служить камера. Під дією виникаючих сил тиску вона змінюється в обсязі, що і призводить до примусового переміщення речовини.

Всі об 'ємні насоси (види, типи ми розглядаємо) призначені для подачі в' язких рідин. Принцип дії подібних пристроїв заснований на перетворенні енергії. Вона передається від двигуна до перекачуваної рідини.

Об 'ємні насоси є високонапірними. У процесі їх роботи виникає значна вібрація, для гасіння якої пристрій ставиться на масивний фундамент. Однак перевага даних насосів криється не тільки в їх великій потужності. Подібні пристрої здатні здійснювати сухе всмоктування.

Типи об 'ємних насосів

Існують різні пристрої, в яких робочий орган являє собою камери. Серед них такі агрегати:

  1. Роторні. Це насоси, що мають фіксований корпус, в якому укладені лопатки, лопаті та інші схожі деталі. Переміщенню рідини в даному випадку сприяє рух роторів.
  2. Шестеренні. Це найбільш простий тип насосів, що мають примусове зміщення. Дані пристрою переміщують рідину в процесі зміни обсягів порожнин шестерень, зчеплених між собою.
  3. Імпеллерні. Якщо подивитися на такий насос у розібраному вигляді, то можна побачити робоче колесо, лопаті якого виконані з еластичного матеріалу. Воно знаходиться всередині ексцентричного корпусу. Що відбувається при роботі подібного пристрою? Лопаті згинаються і, обертаючись, витісняють рідину.
  4. Кулачкові. У цих насосах відбувається обертання двох незалежних роторів, що і сприяє переміщенню рідини по робочій камері. Кулачкові механізми знаходять широке застосування при виготовленні молочних продуктів, напоїв, джемів тощо. І все це завдяки їх можливості перекачування рідини, що має великі включення. Також подібний тип насосів знаходить застосування у фармакологічній промисловості.
  5. Перистальтичні. У цих насосах основною робочою деталлю служить багатошаровий гнучкий рукав, виготовлений з еластомера. При включенні двигуна в такому пристрої починає обертатися вал з роликами. Вони пережимають рукав, сприяючи переміщенню рідини, що знаходиться всередині нього.
  6. Гвинтові. У корпус цих насосів вставлено виконаний з еластомера статор. У ньому знаходиться металевий ротор, що має гвинтоподібну форму. Як у цьому випадку відбуватиметься перекачування рідини? Після включення мотора починає обертатися ротор, змінюючи обсяг внутрішніх порожнин. При цьому і відбувається переміщення рідини.

Динамічні насоси

Для цих пристроїв характерне подвійне перетворення енергії. Спочатку вона передається рідині в кінетичній формі. При цьому потік, що переміщається всередині насоса, збільшує свою швидкість. Далі відбувається часткове перетворення енергії рідини на статичну форму. При цьому швидкість потоку зменшується при зростаючому тиску. Подібні пристрої, на відміну від об 'ємних, не здатні виробляти сухе всмоктування.

Відцентрові гідравлічні машини

Розгляньмо види насосів динамічного типу. Найпоширенішими з них є відцентрові пристрої. Ці насоси використовуються для подачі гарячої або холодної води, а також для перекачування агресивних і в 'язких рідин, стічних вод і сумішей води зі шлаками, з грунтом, торфом тощо.

Як же відбувається робота відцентрового насоса? Перебуваючи між лопатями обертового робочого колеса, частинки рідини отримують від нього кінетичну енергію. При цьому виникає відцентрова сила. Вона переміщує рідину далі в корпус мотора. Така робота відбувається безперервно завдяки тиску, що забезпечує постійну подачу в насос нових частинок рідини.

За своїм призначенням відцентрові насоси класифікуються на:

  • використовувані в роботі експлуатаційного обладнання ТЕС;
  • різного технічного призначення.

Які є види відцентрових насосів, що належать до першої групи? Пристрої, що використовуються для циркуляції води, підрозділюють на циркуляційні та рециркуляційні. Насоси, що встановлюються для теплопередачі, діляться на бойлерні та мережеві. При приготуванні питної води використовуються конденсатні відцентрові насоси, а в системі підживлення серводвигунів парових турбін - нагнітальні.

Які пристрої застосовують для різних технічних цілей? Це такі види відцентрових насосів як господарські, пожежники, дренажні тощо.

Останнім часом з 'явилися нові розробки подібних пристроїв. Серед них особливою популярністю користуються піскові відцентрові насоси. Вони застосовуються для перекачування гідросмісей. Саме тому подібні насоси встановлюють у тих місцях, де у воді є пісок, а також всілякі тверді речовини промислового походження.

Вихорі гідравлічні пристрої

Ці динамічні насоси аналогічні за своїми характеристиками відцентровим, але, на відміну від них, мають меншу масу і габарити. З недоліків вихорових насосів можна виділити низький ККД, який в робочому режимі не перевищує п 'ятнадцяти відсотків. Крім того, подібні механізми не здатні перекачувати рідину, що містить абразивні частинки, оскільки це призводить до швидкого зношування внутрішніх деталей.

Струменеві гідравлічні пристрої

Ці насоси, на відміну від багатьох інших подібних машин, не здатні створити на виході надлишкового тиску. Їхній принцип роботи зводиться до перетворення потенційної енергії рідини на кінетичну. При цьому в струменевих насосах немає ніяких рухомих деталей. Основний робочий механізм у пристроях подібного типу - струмінь рідини або газу.

Такі насоси можуть бути водостійкими (наприклад, гідроелеватори). У них робоча рідина передає свою кінетичну енергію перекачуваній речовині. Серед струменевих насосів є і ерліфти. У них компресором подається стиснене повітря. Далі водоповітряна суміш приводиться в рух підйомною силою бульбашок повітря.

Водні насоси

Ці пристрої мають безліч видів. Але в основному фахівці класифікують їх за призначенням. Так, існують такі види насосів для води:

  • циркуляційні, що використовуються для примусового руху рідини в системах кондиціонування, гарячого водопостачання та опалення;
  • водопідйомні, необхідні для вилучення рідини з колодязів і свердловин, які бувають зануреними і поверхневими;
  • дренажні, що застосовуються для відкачування води з колодязів, каналізації та підвалів.

Види насосів для води поверхневого типу фахівці підрозділюють на використовувані для:

  • підвищення тиску;
  • холодного водопостачання;
  • систем пожежогасіння.

Вибираючи насоси, види, характеристики та інші параметри пристроїв необхідно врахувати залежно від їх призначення. Так, іноді машині доведеться працювати в автономних умовах. А в деяких випадках буде забезпечений її доступ до електричної мережі.

Саме тому існують такі види водяних насосів, які працюють на двигунах внутрішнього згоряння. Їх називають мотопомпами. При цьому вони підрозділюються на бензинові та дизельні. Є й електричні насоси. Їх робота повністю залежить від напруги в мережі.

Однак основна класифікація насосів стосується визначення того місця, яке вони займають щодо джерела подачі. За цим параметром їх і підрозділюють на поверхневі та занурені. Розгляньмо ці типи пристроїв докладніше.

Поверхневі насоси

Ці пристрої отримали широке поширення в котеджах, на дачах і в заміських будинках. Їх використовують для підвищення тиску в мережі водопроводу, а також для поливу і зрошення земельної ділянки. З їх допомогою піднімають воду з колодязів, свердловин і відкритих водойм, розташованих на відстані до восьми метрів від осі насоса.

Існує безліч видів подібних пристроїв. Наприклад, за способом перекачування води і внутрішнім пристроєм вони класифікуються на вихорі і бочкові, дренажні і циркуляційні, а також консольні (відцентрові). Найбільш популярні у дачників останні два типи. Ці агрегати прості в експлуатації, компактні і економічні, а при приєднанні їх до спеціальної системи автоматики виходять повноцінні станції.

Поверхневі насоси складаються з таких основних компонентів:

  1. Шланг. Це своєрідний водоносний шлях від місця, де відбувається безпосередній забір рідини до самого насоса і далі до точок перетину з водопровідною системою або до водорозбору.
  2. Ежектор. Це спеціальний пристрій, покликаний поліпшити циркуляцію і тиск у насосі за рахунок збільшення глибини всмоктування.
  3. Корпус. Його найчастіше виконують з композиційних матеріалів, чавуну, алюмінію або нержавіючої сталі. При роботі агрегату протягом круглого року, в зимовий час корпус вимагає захисту від холоду.
  4. Двигун. Він може бути внутрішнього згоряння або електричним. Все залежить від типу насоса.

Циркуляційні насоси

Цей різновид поверхневих агрегатів відрізняє складний пристрій. Їх, як правило, використовують в автономних опалювальних системах з метою примусового переміщення води в замкнутому контурі і підтримки в ньому постійної температури.

За своєю конструкцією вони мають корпус з вбудованим в нього сталевим або керамічним ротором, а також вал з лопатями.

На сьогодні існують такі види циркуляційних насосів:

  • з "мокрим" ротором;
  • з "сухим" ротором.

Перші з них практично безшумні, економічні, дешеві і прості в експлуатації. Їх робочий елемент сконструйований таким чином, що знаходиться у воді, яка змащує всі деталі і одночасно охолоджує двигун. Але у подібних агрегатів є істотний недолік. Справа в тому, що при припиненні циркуляції рідини двигун може перегрітися. Крім того, ККД у таких агрегатів знаходиться на вкрай низькому рівні.

Всі види теплових насосів циркуляційного типу з "сухим" ротором мають вбудований вентилятор. Їхній двигун конструктивно ізольований від рідини, що надходить. При цьому змазка всіх рухомих деталей проводиться за допомогою масла.

У свою чергу, подібні насоси підрозділюють на:

  • консольні, в яких двигун розташовується окремо від корпусу;
  • моноблочні, де корпус і двигун також розділені, але знаходяться при цьому в одному блоці;
  • inline-насоси, що відрізняються від двох попередніх своєю підвищеною герметичністю.

Занурені насоси

Подібні агрегати незамінні в тих випадках, коли пласти води залягають на глибині, що перевищує позначку 8 м. Занурені насоси опускають у свердловину разом з напірною трубою. Далі під тиском, створеним гідравлічним пристроєм, вода надходить у будинок.

Всі види занурених насосів високопродуктивні, крім того, володіють ефективним і якісним охолодженням. За своїм внутрішнім пристроєм зовнішні насоси класифікуються на:

  • відцентрові, в яких вода обертається разом з лопатями робочого колеса і подається назовні під високим тиском;
  • вібраційні, в яких рідина всмоктується за рахунок вібраційного та електромагнітного механізму.

Складаються такі насоси з корпусу, двигуна і вимикача. У дренажних і каналізаційних насосах додатково встановлюється подрібнювач або ріжучий механізм, призначений для недопущення перебування в рідині твердих речовин, розмір яких перевищує 5 см.

Гідротехнічні засоби пожежогасіння

До насосів, що використовуються для локалізації осередків загоряння, пред 'являються особливі вимоги. Від їх конструктивної досконалості і технічних параметрів багато в чому залежить успіх боротьби з вогнем.

Які існують види пожежних насосів? Все залежить від умов гасіння. Так, на пожежних автомобілях встановлюють агрегати відцентрового типу. Вони подають вогнегасні засоби без всяких пульсацій, не підвищують тиск при заломці або засміченості пожежного рукава, прості і надійні в експлуатації.

Важливо також і те, що відцентрові насоси, встановлені на пожежних автомобілях, не потребують складного приводу від двигуна і мають порівняно низьку масу і габарити. Однак такі агрегати мають і низку недоліків. Вони не здатні самостійно засмоктувати рідину і готові до роботи тільки після того як буде наповнена водою всмоктувальна лінія.

Які ще існують види пожежних насосів? Це допоміжні агрегати. Їх також встановлюють на пожежних автомобілях. Допоміжні насоси дозволяють заповнити корпус відцентрового механізму і порожнину всмоктуючого рукава водою. Саме тому їхня робота є короткочасною. Після запуску відцентрового насоса вони відключаються. В якості допоміжних пристроїв використовуються агрегати ротаційного типу та ін.

Масляні насоси

Дані пристрої призначені для зниження сил тертя, що виникають між рухомими частинами двигуна. Усі види масляних насосів ділять на два типи. Перший з них регульований. У таких насосах підтримується постійний тиск шляхом зміни продуктивності. Другий тип масляних насосів - нерегульовані. Вони також підтримують постійний тиск, але тільки за допомогою редукційного клапана. Більшість сучасних двигунів оснащують насосами нерегульованого типу.

Агрегати для перекачування олії класифікуються і за своєю конструкцією. Вони бувають:

  • шестеренними, з розміщеними в корпусі ведучою та веденою шестернею;
  • роторними.

У першому з цих двох видів пристроїв олія потрапляє в корпус, де захоплюється шестірнями. Далі через нагнітальний клапан воно переміщується в систему.

Продуктивність такого насоса знаходиться в прямій залежності від тієї частоти, з якою обертається колінвал. Після того як тиск нагнітаного в агрегат масла перевищить певну межу, в роботу вступає редукційний клапан. Він пропускає певну порцію олії на всмоктуючу лопату або на картер двигуна.

Що стосується роторних насосів, то вони можуть бути як з нерегульованим, так і з регульованим управлінням. Перший тип подібних агрегатів має провідний і ведений ротори, які поміщені в його корпус. Ці деталі служать для захоплення олії, що надходить у систему. Далі, як і в шестеренному насосі, для переміщення речовини відкривається редукційний клапан.

Роторні насоси, що мають регульоване управління, забезпечують постійний робочий тиск, який не залежить від частоти обертання їх колінвалу. Для здійснення цієї функції в них передбачаються регулювальна пружина і рухомий статор. Постійний робочий тиск створюється шляхом зміни обсягу тієї порожнини, яка знаходиться між провідним і відомим роторами.

Паливні насоси

Ці агрегати є основними елементами, без яких неможлива робота будь-якого двигуна внутрішнього згоряння. Їх основне призначення полягає в доставці бензину або дизеля від бака до камери згоряння.

Один або два паливних насоси - це обов 'язкове оснащення кожного автомобіля. Дані агрегати виконують роботу, принцип якої багато в чому залежить від особливостей їх конструкції. Які існують види паливних насосів? Основних з них два. Це:

  1. Механічний бензонасос. Цей пристрій є частиною карбюраторного двигуна. За своєю конструкцією він є класичним поршневим насосом. Основні деталі такого агрегату - корпус, розділений на дві частини діафрагмою, а також два клапани для подачі і прийому палива.
  2. Електронасос. Такий тип агрегату знаходить своє застосування в бензинових двигунах, що мають роздільний впорск. Електронасоси встановлюють або безпосередньо в баку, або в якому-небудь місці паливопроводу. Найбільше поширення отримали занурені паливні агрегати. Їх розміщують на дні бака. У свою чергу, за типом нагнітання олії електричні насоси підрозділюють на відцентрові, шестеренні та роторні.

Видів насосів чимало, і всі подібні пристрої набули широкого поширення в тій чи іншій сфері.