Преимущества вихревых насосов

Вихревой насос: преимущества и недостатки использования

В частном доме редко есть возможность подключиться к центральному водопроводу. Поэтому очень часто людям приходится бурить свою скважину и с ее помощью осуществлять водоснабжение жилища. И чтобы это сделать, необходимо построить целую систему из труб и других деталей. Причем самой важной из них считается насос. Ведь именно он заставляет воду перемещаться из скважины в трубы водопровода и распределяться по дому. Поэтому к выбору такого прибора нужно относиться максимально тщательно.

Схема устройства вихревого насоса

Вихревой насос – это устройство, которое работает за счет вращения лопаток. Такие изделия пользуются популярностью и обладают особыми техническими характеристиками. Однако вихревые модели покупают реже, чем центробежные водооткачивающие изделия. И чтобы понять почему, необходимо ознакомиться с устройством этого агрегата.

Вихревой насос обладает достаточно компактными размерами

Устройство вихревого насоса:

1. Самым важным элементом является колесико, на котором ровно или под наклоном расположены лопатки. Именно этим элементом вихревой насос отличается от центробежного.
2. Колесико установлено в корпусе. Причем расстояние между ним и стенками прибора минимально. На корпусе имеется по одному отверстию с обеих сторон.
3. Верхнее и нижнее отверстие определяет всасывающую и выходную камеру. Они разделены специальной перемычкой, расположенной к колесу с минимальным зазором.

Устройство вихревого насоса невероятно просто, как и принцип его работы. К слову, он не сильно отличается от центробежного варианта.

Принцип работы агрегата вихревого типа

Вихревые насосы имеют достаточно простую конструкцию. Поэтому многие умельцы умудряются их собрать своими руками. Причем буквально из подручных материалов.

Само колесо вихревого насоса представляет собой массивную круглую пластину. Лопатки являются с ним монолитной частью, так как они выпилены с помощью фрезы.

На самом деле, и вихревые, и центробежные насосы работают на основе закона центробежной силы, поэтому их принцип действия очень похож. Однако у вихревого агрегата есть одно важное отличие – он может работать не только в водной, но и в водно-воздушной среде.

Принцип работы насоса для воды:

1. При вращении колеса-моторчика некоторый объем воды попадает внутрь корпуса насоса. Жидкость поступает через всасывающий вход и проникает прямо в пазы основного колеса с лопатками.
2. Из-за такого взаимодействия жидкость начинает двигаться от периферии к центру. Это, кстати, отличает вихревые приборы от центробежных.
3. Далее вода вновь начинает двигаться от центра в стороны. Это происходит под воздействием центробежной силы.
4. Благодаря такому движению поток воды ускоряется. Он вылетает через выходное отверстие в трубопровод.
5. После этого энергия скорости воды превращается в энергию давления.

Принцип работы вихревого насоса можно посмотреть на представленной иллюстрации

Этот цикл повторяется снова и снова. Такие насосы могут перекачивать достаточно большие объемы воды в короткие сроки.

Преимущества и недостатки использования

Вихревой насос – это отличный способ водоснабжении дома. Такое изделие позволяет постоянно и без перебоев поставлять жидкость в водопровод. И как и у всех приборов, у него есть свои достоинства и недостатки.

При выборе насоса очень важно произвести расчет жидкости, которую он должен перекачивать за один час. Для этого просто нужно рассчитать, какое количество воды семья потребляет за этот срок.

Достоинства вихревых насосов:

1. Вихревые насосы способны создавать очень большие напоры. При одинаковых параметрах вращения центробежных и вихревых агрегатов последние создают напор в 7 раз больше.
2. Практически все вихревые устройства относятся к самовсасывающим.
3. Центробежные устройства не могут работать с воздухом внутри. Поэтому иногда у их владельцев случаются перебои в водоснабжении из-за образования воздушных пробок. С вихревыми насосами такие проблемы на возникают, ведь они могут работать не только с жидкими, но и с газообразными веществами.
4. Вихревые устройства можно использовать для глубоких скважин. Они способны поднимать воду с глубины свыше 15 метров. Поверхностные центробежные изделия могут работать на глубине до 7 метров. Усилить этот показатель можно с помощью эжектора.
5. Среди вихревых насосов есть изделия, которые могут создавать очень сильный напор жидкости. Поэтому их не редко применяют в промышленных целях.

Достоинств у вихревых насосов достаточно много. Благодаря ним можно организовать не только беспрерывное водоснабжение дома, но и полноценный полив растений в саду. Поэтому такие изделия используются очень часто.

При внушительном списке достоинств у вихревых агрегатов есть и некоторые недостатки. Поэтому перед покупкой таких устройств с ними нужно ознакомиться. Ведь их минусы достаточно серьезны.

Недостатки насосов вихревого типа:

1. У вихревых насосов для перекачки воды не очень высокий КПД. Поэтому если нужно изделие высокой мощности, то этот вариант не подойдет, так как его использование будет невыгодным.
2. Агрегат вихревого типа не может транспортировать жидкости с большой вязкостью.
3. Такие насосы очень чувствительны к загрязненной воде. Они быстро ломаются при перекачивании жидкости с высоким содержанием примесей. Поэтому их использование возможно лишь в чистых артезианских скважинах.

Ремонт вихревого насоса лучше поручить профессионалам

Таким образом, нельзя однозначно сказать, что лучше, вихревые или центробежные насосы. Актуальность использования того или иного прибора определяется конкретным случаем.

Разновидности насосов для скважины

Существует два вида вихревых насосов. И чтобы сделать правильный выбор, с ними нужно ознакомиться.

Разновидности вихревых насосов:

1. Открыто-вихревые имеют длинные лопатки и уменьшенное колесо. Кольцевая часть такого изделия напрямую связана с напорным отверстием.
2. В закрыто-вихревых дело обстоит по-другому. Здесь лопатки укороченные, а колесо, напротив, удлиненное. В таком изделие кольцевая часть соединена и с входным, и с выходным отверстием.

Оба варианта одинаково хороши для бытового водоснабжения. К ним может прилагаться зарядовый агрегат.

Вихревые насосы – это приборы, которые могут использоваться для домашнего водоснабжения там, где нужен хороший насос. Однако из-за низкого КПД им часто предпочитают центробежные изделия.

Как устроен и как работает вихревой насос?!

В практике пищевых производств часто требуется подача небольшого количества жидкости при относительно большом напоре. Использование центробежных насосов в этих целях приводит к применению тихоходных машин или к использованию многоступенчатых насосов.

Добиться высокой экономичности такой насосной установки не удается. Для создания относительно высоких напоров при малой подаче чистых невязких жидкостей применяют вихревые насосы.

Наиболее распространенным является одноступенчатый насос с вихревым рабочим колесом, консольно насаженным на вал насоса.

Содержание статьи

Вихревой насос предназначен для перекачки воды и других невязких жидкостей с подачей до 35 кубических метров в час при напоре от 9 до 90 метров с температурой до 90 °С без абразивных примесей при отсутствии большой вязкости у жидкости.

Устройство вихревого насоса

Устройство вихревого насоса во многом напоминает устройство насосов центробежного типа

Основной рабочей деталью насоса является вихревое колесо 1, посаженное на вал 2. Вихревое рабочее колесо монтируется в корпусе насоса 3, имеющем всасывающий 4 и нагнетательный 6 патрубки (при вращении рабочего колеса против часовой стрелки на рисунке).

Нагнетательный патрубок отделяется от всасывающего специальной перемычкой 5, перекрывающей не менее двух лопаток рабочего колеса.

Эта перемычка должна подходить к внешней окружности рабочего колеса – с минимальным зазором, отделяя всасывающую полость насоса от напорной.

Вихревое рабочее колесо представляет собой диск с фрезерованными по окружности пазами, обазующими лопатки.

Внутри корпуса вихревого насоса вокруг рабочего колеса расположен отливной канал 7, идущий по направлению вращения от входного до напорного патрубка.

Вихревой насос – принцип действия

Строгой теории вихревых насосов нет. Поэтому существуют, в некоторой степени отличающиеся друг от друга, взгляды на сущность гидравлических процессов, происходящих в вихревом насосе. Так считается, что при увлечении быстродвижущимися частицами жидкости в ячейках рабочего колеса медленнодвижущихся частиц жидкости в боковых или охватывающих верхнюю часть колеса особых каналах, устроенных в корпусе насоса, происходит интенсивное образование и разрушение вихрей – вихревой эффект. Кроме того, при протекании жидкости нутрии насоса, дополнительно возникает центробежный эффект.

Эти два явления и создают напор насоса.

С другой стороны считается, что принцип действия вихревого насоса аналогичен работе многоступенчатого, и основан на действии центробежной силы. При вращении рабочего колеса частицы жидкости из точки А(рисунок с лопатками колеса) под действием центробежной силы перемещаются вдоль лопатки в точку Б, а во время своего движения по лопатке жидкость приобретает скоростную энергию, с которой выбрасывается в отливной канал.

В канале скоростная энергия частицы жидкости переходит в потенциальную энергию давления и частица вновь подхватывается лопаткой рабочего колеса. За время движения от всасывающего патрубка до напорного такой цикл повторяется много раз. При этом каждый раз происходит приращение энергии.

Следовательно, в одном рабочем колесе вихревого насоса происходит работа, сходная с работой нескольких рабочих колес многоступенчатого центробежного насоса.

В результате действия на жидкость вихревого и центробежного эффектов напор, создаваемый одним рабочим колесом вихревого насоса, в 4-5 раз превышает напор, создаваемый центробежным насосом такого же размера при одинаковой частоте вращения.

Виды вихревых насосов

Центробежно-вихревой насос

Появление этого типа насосов обусловлено необходимостью решения вопросов кавитации.

В вихревом насосе рабочая среда подходит к рабочему колесу по периферии – в зоне высоких скоростей. Поэтому велика вероятность возникновения в этом месте кавитации.

Для сведения вероятности возникновения к нулю необходимо увеличить давления на входе в насос. Для этого на валу вихревого насос дополнительно устанавливается центробежное колесо. Благодаря такой конструкции удалось не только справиться с кавитацией, но и значительно увеличить КПД агрегата.

Отсюда и вытекает название этого типа оборудования центробежно вихревой насос.

Поверхностный вихревой насос

Насос поверхностный вихревой при сравнении выигрывает у центробежного. При схожих габаритах оборудование этого типа способно создавать напор в разы больший чем центробежное оборудование. Кроме того многие модели таких насосов обладают возможностью самовсасывания.

Благодаря этой возможности вихревые насосы используются для скважины. Они способны поднимать воду с глубины до 20 метров.

Поверхностный вихревой насос широко используется в быту и на производстве.

Вихревые вакуумные насосы

Вихревые вакуумные насосы используются для создания вакуума. Принцип работы такого насоса подробно описан в статье про водокольцевой насос.

Вихревые вакуумные насосы очень надежны, просты в конструкции и не нуждаются в сложном техническом обслуживании.

Кроме того оборудование это типа может использоваться в качестве воздуходувок. Они широко применяются в качестве тепловых аппаратов для обеспечения подачи требуемого количества тепла или наоборот холодного воздуха.

Открытые и закрытые насосы

Насосы вихревого типа можно разделить на два вида:
открыто-вихревые агрегаты;
закрыто-вихревые насосы.

Принцип их работы немного отличается, поскольку насосы открыто-вихревого типа имеют:
удлинённые лопатки рабочего колеса;
уменьшенный диаметр рабочего колеса в сравнении с просветом рабочего канала;
кольцевой канал в приборе соединён с напорным отверстием.

Во время работы открыто-вихревого агрегата вода из входного патрубка через впускное отверстие и рабочую камеру с крыльчаткой попадает в кольцевой канал. Здесь рабочий вихревой процесс способствует формированию напорного потока. Этот поток направляется через выходное отверстие в магистральный трубопровод.

Закрыто-вихревые агрегаты отличаются следующим:
укороченные лопатки, установленные под разным углом наклона (наклон вперёд, загиб назад либо под определённым углом назад или вперёд);
диаметр рабочего колеса равен просвету рабочего канала;
кольцевой канал имеет непосредственное соединение с входным и выходным отверстием.

В агрегатах закрыто-вихревого типа водная среда из всасывающего патрубка проникает через впускное отверстие в кольцевой канал. Здесь формируется напорный поток и направляется через выходное отверстие в магистральный трубопровод.

Преимущества и недостатки вихревых насосов.

К преимуществам вихревого насосного оборудования можно отнести следующее:
При тех же габаритах и частоте вращения рабочего колеса вихревые насосы могут создавать напор, в 4-5 раз превышающий эту величину у агрегатов центробежного типа.
Многие вихревые агрегаты для скважины обладают способностью к самовсасыванию.
В отличие от насосного оборудования центробежного типа, которое не может работать с воздухом во внутренней камере, приборы вихревого типа могут всасывать и перекачивать жидкости и их эмульсии с воздухом или паром этих жидкостей.
Работа насоса создаёт настолько сильный напор воды, что подобное оборудование по мощности можно сравнить с насосными изделиями промышленного назначения.

Однако у данного оборудования, в случае сравнения его с другими разновидностями центробежных насосов(например, насосов консольного типа), есть и свои недостатки, среди которых можно перечислить следующие:
Недостатком их является резкое падение напора с увеличением подачи, а также малая степень экономичности, не превышающая 30-50%.
Вихревые насосы не способны перекачивать рабочую среду с высокой вязкостью.
Кроме этого насосы этого типа очень чувствительны к загрязнённой рабочей среде, то есть воде с большим содержанием примесей. Поэтому ими можно пользоваться только для скважины с чистой водой.

Видеоматериалы.

Подводя резюме всему выше написанному стоит упомянуть область использования насосов вихревого типа. Их использование оправдано там, где нужно создать большой напор при небольшой подачи воды.

Вихревой насос широко используется в пищевой промышленности или, например, в бытовой сфере этот насос может быть частью автоматизированной насосной станции для водоснабжения загородного дома.

С другой стороны областью применения вихревого насоса может быть его способность перекачивать газожидкостную смесь. Именно поэтому насосы вихревого типа с успехом используются для перекачки летучих жидкостей, а именно керосина и бензина, на автозаправочных станциях.

Вихревые насосы бывают одно и двухступенчатые, а также комбинированные: первое рабочее колесо – центробежное, а второе – вихревое.

Регулирование вихревых насосов может осуществляться задвижкой на нагнетании и перепуском избыточной жидкости из нагнетательной трубки во всасывающую.

Чем отличается центробежный насос от вихревого?

Чтобы выбрать правильную модель для дачного или приусадебного участка, нужно понимать, в чем отличие вихревого насоса от центробежного.

1. Вихревой насос
2. Определение
3. Плюсы и минусы
4. Центробежный насос
5. Плюсы и минусы
6. В чем разница?
7. Что лучше?
8. Сферы применения

Вихревой насос

По сути, вихревой насос — это тот же вентилятор, но для жидкостей. Своеобразный «пропеллер» раскручивается и проталкивает воду в нужном направлении. Для этих целей между корпусом и рабочими лопастями остается зазор в 0,2 мм.

Определение

К вихревому типу относят агрегаты, предназначенные для откачки воды из скважин, водоемов или резервуаров.

Основным отличием от аппаратов центробежного типа является способ передачи жидкости — по касательной к рабочему колесу. Она двигается вместе с ним и под действием центробежной силы смещается к краю лопасти. Свое название вихревые насосы получили, благодаря небольшим вихрям, которые образуются на каждой лопасти вследствие такого движения.

Плюсы и минусы

Перечень достоинств подобных аппаратов достаточно велик:

• небольшая стоимость. За счет простого устройства стоимость таких агрегатов намного ниже, чем у центробежных и вибрационных аналогов;
• прочность. Из-за малого количества подвижных частей, подобные модели практически не ломаются. Если же помпа вышла из строя, то ее ремонт достаточно прост и дешев;
• широкая сфера применения. Благодаря низкой стоимости и простоте ремонта, такие аппараты применяют не только в быту и сельском хозяйстве. Их используют даже в химической промышленности, для перекачки достаточно агрессивных и насыщенных газами жидкостей.

Недостатков у вихревых насосов не меньше:

• низкий КПД. Обычно он не превышает 45–50%. Такие слабые показатели возникают из-за больших потерь энергии, возникающих из-за трения;
• повышенные требования к составу жидкостей. Малый зазор между рабочим колесом и кожухом вносит свои коррективы. Такие агрегаты можно использовать только для жидкостей без твердых примесей. С их помощью можно полить приусадебный участок или откачать воду из бассейна, а вот для перекачки грязных, либо заиленных жидкостей — они не подходит;
• слабое давление. Мощность таких моделей велика (могут перекачать большой объем за малый промежуток времени), чего нельзя сказать о давлении, которое они создают. С их помощью невозможно выкачать воду из глубокой артезианской скважины — допустимый предел абиссинская (не более 10 м). То же самое касается и горизонтальных направлений.

Несмотря на имеющиеся недостатки, вихревые насосы пользуются большой популярностью.

Центробежный насос

Строение центробежного насоса показано на чертеже ниже. В корпусе (обычно он имеет спиральную форму) расположен вал, к которому жестко прикреплено рабочее колесо. В большинстве случаев лопасти устанавливаются между передним и задним дисками.

В этой конструкции имеет большое значение форма лопастей. Они должны быть изогнуты в сторону, противоположную вращению вала.

Всасывающий и выходной патрубки располагаются перпендикулярно друг другу (схема ниже). Из-за своего строения такие модели называют «улитками». Определение

Центробежным — называют динамический насос, в котором жидкость перемещается сплошным потоком, за счет центробежной силы. Движение рабочего тела происходит перпендикулярно оси вращения ротора.

Плюсы и минусы

«Улитки» имеют множество достоинств:

• простота монтажа и обслуживания (все детали легкодоступны);
• высокая производительность (при необходимости применяются секционные насосы с несколькими рабочими колесами);
• широкая сфера применения.

В список минусов входят:

• более высокая стоимость;
• невозможность сухого всасывания (перед работой кожух нужно полностью наполнить водой);
• запрет на работу с грязными жидкостями. Твердые частицы быстро приводят агрегат в негодность.

По большому счету, разница между этими двумя видами устройств невелика, и сферы их применения практически идентичны.

В чем разница?

Основное отличие между центробежным и вихревым насосом — максимальная глубина всасывания. Первый может откачать воду даже со скважины глубиной более 100 м, а у второго предел — 10 м.

Это же касается и горизонтального направления. Центробежным насосом жидкость можно передать на более далекие расстояния. Более точное сравнение провести сложно, все зависит от конкретных моделей и производителей.

Что лучше?

Нельзя однозначно сказать, что лучше: вихревой или центробежный насос. При выборе агрегата нужно исходить из личных нужд и конкретной ситуации.

Для обычного дачного участка в шесть соток с абиссинской скважиной вихревого насоса будет достаточно.

Обладателям обширных полей, либо глубоководных артезианских скважин лучше приобрести центробежную модель.

Сферы применения

Оба вида помп применяются во множестве сфер:

• в сельском хозяйстве — для орошения полей;
• в отопительных системах;
• в водопроводных системах;
• при выкачке воды из прудов, бассейнов и накопительных емкостей;
• для откачки воды из скважин (с учетом допустимой глубины);
• в промышленности.

Главное при выборе модели помнить, что вихревый тип не подходит для глубоководных скважин и передачи жидкостей на дальние расстояния.

Особенности применения вихревых насосов

Насосы используются для самых разных задач: в бытовой сфере для организации полива или водоснабжения на участке, в промышленности для откачивания воды из скважин, для перекачки газообразных и летучих веществ, в коммунальных хозяйствах в качестве насосов в небольших котельных. Все насосное оборудование можно поделить на несколько видов, которые отличаются устройством, назначением и характеристиками. Ниже будут рассмотрены особенности вихревых насосов, получивших довольно широкое распространение.

Где применяют вихревой насос

Вихревой насос главным образом выполняет задачу перекачивания воды, но может быть использован и для транспортировки газообразных веществ. Существует несколько подвидов устройств, но одинаковым элементом у всех будет рабочее колесо со специальными лопатками. Принципиальным отличием вихревых насосов является возможность работы с малым количеством воды, при этом они способны обеспечить достаточно сильный напор.

Соответственно, основная сфера применения – места, где нужно обеспечить большой напор воды при незначительных ее объемах. Водяной насос вихревого типа применяется для бытовых или производственных целей. Их используют в автоматических системах подачи воды, для орошения, они подходят для подачи жидкостей того или иного типа, могут выступать в качестве компрессора для повышения давления в системе водоснабжения. В частности, назначение такого насоса следующее:

• водоснабжение загородных домов при помощи автоматизированной насосной станции;
• перекачка бензина и керосина на АЗС;
• питание маломощных котельных установок и др.

Часто насосы этого типа применяют в химической промышленности для перекачки химически агрессивных веществ. Благодаря простоте конструкции в качестве материалов для изготовления вихревых насосов применяют химически стойкие сплавы, с трудом поддающиеся фигурному литью.

Устройство и принцип работы

Как было упомянуто выше, основной рабочий элемент данного типа устройств – это колесо (крыльчатка) с лопатками, которые выступают в роли лопастей. Лопасти по направлению к оси колеса располагаются радиально или наклонно. Сама по себе крыльчатка является стальным диском, по его внешней окружности вырезаны ямки, которые и формируют лопасти.

Колесо с лопастями вращается внутри цилиндрического корпуса, при этом расстояние от торца лопатки до стенки минимально. Принцип действия вихревого насоса заключается в том, что вода всасывается во входное отверстие и закручивается в вихрь благодаря крыльчатке. При небольших энергозатратах мощность потока увеличивается в разы, и жидкость с большим давлением выбрасывается из выходного патрубка.

Стоит отметить, что входной и выходной патрубки находятся в верхней части насоса. Такая конструкция обеспечивает самовсасывание жидкости при старте работы оборудования.

В вихревом насосе есть специальный отливной канал, который соединяет выходной патрубок с входным отверстием, при этом между собой они разделены специальной перегородкой. Она перекрывает минимум две лопасти, и между ней и колесом расстояние составляет не более 0,2 мм. Таким образом, движение перекачиваемой воды и крыльчатки создает центробежную силу, что и усиливает напор. За счет такой конструкции удалось добиться не только повышение давления на выходе, но и обеспечить возможность перекачивать газожидкостные вещества.

Благодаря конструктивным особенностям при одинаковых размерах крыльчатки и равной частоте совершаемых оборотов, работа вихревого насоса приблизительно в 7 раз эффективней, чем центробежного.

Достоинства и недостатки вихревых насосов

Вихревые насосы имеют своим плюсы и минусы. К достоинствам можно отнести большой напор на выходе, функцию самовсасывания воды, возможность перекачивать не только жидкость, но и летучие вещества, а также структуры с газом. С помощью таких устройств можно осуществлять не только перекачивание, но и транспортировку воды по трубам. Использовать насосы погружного типа с вихревой системой работы можно на глубине до 20 метров.

Основной минус – это низкий коэффициент полезного действия. Он составляет порядка 45%, при необходимости обеспечения высоких производственных мощностей лучше выбрать центробежный насос, так как экономически он будет более выгоден. На крупных предприятиях рассматриваемые модели используют только по причине невозможности использовать центробежные. Еще один серьезный недостаток – вихревой насос не может перекачивать воду, в которой есть вкрапления твердых частиц. Также такие устройства не подходят для вязких веществ.

Классификация

Вихревые устройства могут отличаться по нескольким параметрам. В настоящее время существуют следующие типы вихревых насосов:

• открытой и закрыто — вихревые;
• погружные и поверхностные;
• комбинированные.

Каждый из них имеет разное назначение и строение

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые

Открыто-вихревой насос отличается от закрыто-вихревого тем, что у него более длинные лопатки, крыльчатка по диаметру меньше отводного канала, и сам кольцевой канал соединяется только с напорным патрубком. У закрытых моделей лопасти более короткие и расположены под разными углами, диаметр колеса совпадает с диаметром внутренней камеры, а канал соединяет входное и выходное отверстие.

Отличие в работе следующее. Вода поступает через вход и попадает в рабочую камеру, где в виде вихря отправляется в соединительный канал и уже через него под давлением выходит через выходной патрубок. У закрытых устройств в силу одинакового диаметра рабочей камеры и колеса вода сразу попадает в соединительный канал, там формируется вихрь и усиливается напор.

Погружные и поверхностные модели

Отличие данных моделей понятно из названия: погружные находятся непосредственно в перекачиваемой среде, поверхностные расположены рядом с ней. Первый вариант чаще всего используется просто для перекачивания жидкостей или не слишком вязких веществ, второй используется для циркуляции воды, например, в оросительных системах или для водоснабжения дома.

Комбинированные варианты

Свободно-вихревые модели позволяют работать с сильно загрязненными веществами. Их используют как фекальные или дренажные насосы, применяют в очистных сооружениях и в добывающей промышленности для откачивания воды из скважин при бурении.

Центробежно-вихревые насосы имеют более высокий КПД в сравнении с классическими вихревыми моделями, они способны работать с жидкостями с температурой нагрева не более 105 градусов. Отличие заключается в том, что здесь установлено и центробежное, и вихревое колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа – это своего рода воздуходувки. С их помощью можно обеспечить распространение горячего или холодного воздуха, а также добиться небольшого вакуума. Часто применяется для сушки стеклянной тары и аэрации водоемов.

Какой насос лучше – вихревой или центробежный

Чтобы ответить на вопрос, что лучше, вихревой или центробежный насос, следует внимательно посмотреть на характеристики вихревых насосов:

• небольшой размер и меньшая цена в сравнении с центробежными;
• способность создать высокое давление;
• работа с чистыми веществами;
• достаточно высокий уровень шума.

В настоящее время вихревые насосы обеспечивают производительность от 8 до 60 кубических метров в час, а напор варьируется от 25 до 250 метров.

Исходя из характеристик вихревых моделей, можно сделать вывод, что они более пригодны в промышленности, так как способны перекачивать не только жидкости. По причине высокого шума они не подходят для работы в жилых помещениях или расположенных в непосредственной близости рядом с домом. Благодаря цене и компактным размером их целесообразно применять на небольших насосных станциях, ведь они могут работать с малой подачей, но большим напором. Они подходят для фермерских хозяйств в качестве снабжения системы орошения водой. Такие насосы отлично подходят для вспомогательных котельных станций, а также в качестве компрессора для обеспечения циркуляции воды. Еще одним плюсом является простота конструкции и ремонта.

Вихревой насос воды: устройство и принцип действия, разновидности, достоинства и недостатки

В системах автоматического водоснабжения и сельскохозяйственных оросительных комплексах устанавливаются вихревые насосы. Данный вид оборудования обеспечивает при малых объемах жидкости сильный напор. Имеет преимущества перед другими видами гидравлических машин.

Вихревые насосы используются в разных отраслях промышленности.

1. Где применяют вихревой насос?
2. Устройство и принцип работы
3. Достоинства и недостатки вихревых насосов
4. Классификация вихревых конструкций
5. Открыто-вихревые и закрыто-вихревые
6. Погружные и поверхностные модели
7. Комбинированные варианты
8. Какой насос лучше — вихревой или центробежный?

Где применяют вихревой насос?

Гидравлическое устройство данного вида используется для перекачки среды из резервуаров и водоемов, подъема воды из скважин, перемещения газообразных веществ. Может применяться только при отсутствии механических примесей в жидкости.

Имеет несколько областей применения:

• системы водообеспечения жилых зон;
• оросительные комплексы;
• химическая промышленность;
• в качестве компрессора пониженного давления;
• в роли питающего насоса в котельных установках.

Гидравлические машины с данным механизмом используются в качестве вакуумных насосов.

Устройство и принцип работы

Механизм отличается простым устройством, что позволяет использовать при его изготовлении тугоплавкие сплавы, обладающие высокой прочностью и устойчивостью к агрессивной среде.

1. Основным рабочим элементом приспособления является колесо. Внешне деталь представляет собой массивный диск из стали, в конфигурации которого предусмотрены пазы. Они образуют лопатки (пластины), имеющие прямую направленность. Они расположены под углом или вдоль радиуса.
2. Колесо размещено в корпусе цилиндрической формы. Особенностью механизма являются уменьшенные торцевые зазоры.
3. В верхней части агрегата расположены всасывающий и напорный патрубки. Благодаря этой особенности при запуске аппарата происходит самовсасывание жидкости.
4. Между отверстиями предусмотрена перемычка. При зазоре, составляющем 0,2 мм, она прижимается к основному элементу, при этом перекрывает несколько пластин. Позволяет отделить всасывающее пространство от напорной камеры.
5. Отливной водоток размещен концентрично по отношению к центральной оси крутящего механизма, направлен от всасывающего до выходного патрубка.

Устройство вихревого насоса.

После всасывания вода перемещается внутри аппарата, затем выбрасывается под давлением из выходного отверстия. Циркуляция среды обеспечивается пластинами. Относительно основного элемента перемещение происходит по касательной оси. В процессе движения внутри корпуса жидкая структура испытывает воздействие центробежной силы, нарастающей в процессе вращения с главным элементом.

Принцип действия механизма основан на применении сил трения и инерции, что создает сходство с центробежными насосами.

Однако в алгоритме схемы работы существуют особенности:

1. В момент вращения основного элемента в пазы попадает небольшой объем жидкости.
2. Вода перемещается от периферии к центральной части (это отличает механизм от центробежного аппарата).
3. Затем жидкость движется вдоль пластин, направляясь от центра к периферии.
4. Благодаря этому среда получает ускорение и выходит с высокой скоростью.

На каждой лопасти образуется вихрь, жидкость совершает внутри корпуса сложные перемещения при простом устройстве механизма, повышая производительность. Благодаря всасывающей способности пластин и созданному давлению в механизм попадает следующая порция воды, цикл повторяется. Это увеличивает напор и давление при небольших затратах энергии.

Достоинства и недостатки вихревых насосов

Вихревой насос для воды обеспечивает бесперебойную транспортировку жидкости в трубопровод. При выборе устройства учитывается количество потребляемой воды за 1 час.

Данный вид оборудования имеет преимущества:

1. Создает сильный напор, превышающий в 7 или 9 раз показатель при использовании центробежного устройства при равном размере колес и частоте оборотов.
2. Самостоятельно всасывает жидкую среду.
3. Может использоваться при попадании воздуха внутрь корпуса, для перекачки газожидкостной смеси.
4. Поднимает воду с глубины до 15 м (показатель можно усилить с помощью эжектора). Это обусловлено наличием импеллера, создающего давление по принципу эжекторного аппарата.
5. Ремонт вихревых устройств обходится дешевле благодаря простой конструкции механизма.
6. Меньшая зависимость от противоположного напора в водопроводе.

Преимущество насоса — простота конструкции механизма.

Одним из недостатков является высокая чувствительность к присутствию в среде абразивных частиц. В механизме используются малые зазоры, присутствие твердых примесей различной природы приводит к износу насоса.

1. Низкий общий коэффициент полезного действия, составляющий от 35 до 45%. Нецелесообразно использовать оборудование высокой мощности. Вследствие создания интенсивных вихрей жидкости происходит гидравлическая потеря, составляющая до 30% на валу. Из-за перетекания среды через зазоры перемычки отмечаются объемные потери до 20%. Вследствие трения в уплотнительных устройствах и подшипниках происходят механические потери.
2. Неспособность перекачивать среду с высокой вязкостью.

Стабильная работа устройства при низком износе наблюдается при использовании для подачи воды из артезианских скважин.

Классификация вихревых конструкций

Разные модели вихревых гидравлических машин могут отличаться принципом работы.

Классификация изделий выглядит следующим образом:

• открытого и закрытого типов;
• поверхностные или погружные;
• комбинированные.

У агрегатов отличаются особенности внутреннего строения.

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые

Конструкции открытого типа называются открыто-вихревыми. Отличаются удлиненными пластинами. Имеют меньшее сечение колеса, чем диаметр водотока. При этом кольцевой канал имеет связь только с напорным отверстием.

Закрыто-вихревые механизмы характеризуются уменьшенной длиной пластин на колесе. При этом они могут быть расположены под разными углами. Еще одной особенностью являются равнозначные диаметры колеса и канала, который в данном устройстве соединен с входным и выходным отверстиями.

Данные особенности создают отличия в принципе работы:

1. При запуске насоса открытого типа среда сначала попадает в рабочее пространство, а затем проходит в водоток.
2. При использовании закрытого устройства жидкость сразу попадает в канал.

В обоих случаях формируется поток, направленный в трубопровод.

Погружные и поверхностные модели

Погружные модели устанавливаются в жидкой среде, используются для перекачки. Способны перемещать жидкости с небольшой степенью вязкости. Поверхностные изделия предназначены для циркуляции профильтрованной воды, используются в системах водообеспечения и для орошения участка земли.

Комбинированные варианты

Комбинированные вихревые механизмы отличаются техническими характеристиками.

Их классифицируют следующим образом:

1. Центробежно-вихревые. Особенность устройств — внутри корпуса 2 вида колес: вихревые и центробежные. В сравнении с классическими моделями обладают более высоким КПД. Используются при перемещении жидкостей, нагревающихся не выше +105°C.
2. Свободно-вихревые. Благодаря способности перекачивать загрязненную среду используются в очистных сооружениях, в качестве дренажных и фекальных насосов, а также для откачивания воды из скважин в добывающей промышленности.

Существуют вакуумные агрегаты, используемые для нагнетания горячего или холодного воздуха, создания условий вакуума, просушивания или в сфере аэрации водоемов.

Какой насос лучше — вихревой или центробежный?

Вихревые устройства позволяют добывать воду с большой глубины, центробежные насосы поднимают жидкость в колодцах не более 7 м. Работа первого вида в несколько раз эффективнее последнего, однако имеет ряд ограничений. Центробежные механизмы характеризуются универсальностью и высокой производительностью. Невозможно сказать однозначно, какое оборудование лучше.

При выборе насоса учитывается ряд параметров:

1. Мощность. От характеристики зависит глубина забора воды, агрегат подбирается под особенности водопровода.
2. Габариты. Размер насоса должен соответствовать величине скважины.
3. Сила напора. Насос должен обеспечивать необходимое давление в системе водопровода. При отсутствии необходимого показателя нарушается работа бытовой техники, котлов, что приводит к их поломке.
4. Количество точек потребления.
5. Возможность технического сопровождения оборудования в случае его поломки.

Актуальность использования определяется индивидуально.

Вихревой насос: выбор устройства на основании лучших моделей

Насосное оборудование весьма востребовано в самых различных областях человеческой деятельности. В частных хозяйствах насосы различной конструкции и производительности используются для подачи воды из скважин и колодцев либо наоборот, для выкачки выгребных ям и септиков.

В промышленности небольшие насосы применяются в качестве вспомогательных, дублирующих, нагнетающих. Также насосы повсеместно трудятся во время различных чрезвычайных ситуаций, например, при осушении затопленных объектов. Одним из популярных решений для создания напора жидкости является вихревой насос.

Что это такое — принцип работы

Любой вихревой насос состоит из двух частей:

• электродвигателя;
• корпуса насоса, внутри которого размещён главный рабочий элемент — колесо с лопастями.

Корпус устройства представляет собой цилиндр, внутренний диаметр которого лишь на доли миллиметра больше диаметра рабочего колеса с крыльчаткой. Это нужно для того, чтобы жидкость (прежде всего, вода) должным образом испытывала эффект повышения давления, благодаря которому насос выполняет свою прямую функцию.

Во время вращения колеса его лопатки захватывают воду и отбрасывают прочь от центра благодаря центробежной силе. Этот эффект сменяется противоположным, когда вода, зашедшая в специальные пазы на крыльчатке, снова возвращается к центру на оси. Чередование процессов довольно сложно, но само устройство содержит минимум деталей. Благодаря особой конструкции вихревые насосы обладает эффектом всасывания, что облегчает начало перекачивания воды после первого пуска.

Преимущества и недостатки

Вихревые насосы широко распространены и довольно часто используются в частных хозяйствах в системах водоснабжения и водоотведения. Это обусловлено рядом преимуществ по сравнению с другими типами насосов, в частности, центробежными, которые чаще всего выступают прямыми конкурентами «вихревиков».

Достоинства вихревых насосов:

• Возможность создания большого давления. Напор, создаваемый механизмом вихревого насоса, превышает таковой у центробежной разновидности в 7 раз. Это позволяет извлекать воду со значительной глубины, а также успешно транспортировать её по протяжённым трубопроводам.
• Малый вес и размер. Большую часть устройства занимает электродвигатель, на рабочую полость приходится примерно одна пятая массы и объёма устройства. Компактность приборов даёт возможность использовать их в самых разнообразных условиях.
• Сравнительно тихая работа. Ни один достаточно мощный электрический насос не работает полностью бесшумно. Однако у вихревых моделей уровень создаваемого шума всё же меньше, чем у центробежных или винтовых.
• При завоздушивании подающего канала в работе насоса не происходит никаких сбоев — система предусматривает перекачку газожидкостных сред без потери мощности.
• Благодаря простой конструкции прибор реже ломается, а в случае ремонта требует меньшей суммы на починку и замену запасных частей.

Правда, при всех достоинствах вихревых насосов, у них есть и особенности, которые требуют учёта во время эксплуатации:

• КПД вихревых устройств сравнительно низкий — всего 35 — 45%. Это значит, что для перекачки воды будет использоваться меньше половины потребляемой энергии, а значит расход электричества будет немалым. Впрочем, для небольших частных домов плюсы от использования вихревого насоса перевешивает этот минус.
• Насосы данного типа крайне чувствительны к чистоте и текучести прокачиваемого вещества. Вода с примесями, которые повышают её густоту, не может так быстро прокачиваться, как чистая — именно поэтому вихревые насосы никогда не используются в качестве фекальных. Самое опасное для внутренних механизмов — абразивные частицы, то есть песчинки и другие твёрдые включения, которые приводят к ускоренному износу всех частей аппарата.

Лучшие поверхностные модели

Поверхностный насос — универсальное устройство. Он используется как для забора воды из скважин, так и для откачки жидкости из водоёмов. Сам прибор всегда устанавливается на поверхности, а в воду опускается лишь заборный шланг. Такое размещение предохраняет аппарат от воздействия воды, а значит, продляет срок службы и делает его проще, так как необходимости в его герметизации нет.

Mr.Pump ВИХРЕВИК 28/25Ч

• поверхностный обычный;
• макс. производительность 1.7 м³/ч, макс. напор 25 м;
• глубина всасывания 8 м;
• только для чистой воды;
• горизонтальная установка;
• вес 4.6 кг.

Один из самых дешёвых вихревых насосов в поверхностном исполнении. Стандартный двигатель, стальные шайбы, резиновые уплотнители. Никаких инноваций, всё очень просто и даже примитивно. Комплектация скудная — о таких бонусах, как переходники или комплект крепёжных гаек можно забыть. Однако при всём этом насос очень неплох, ведь он по карману даже небогатым дачникам, да и работает без сбоев, если его не перегружать.

Плюсы	Минусы
Низкая цена	Скудная комплектация
Приличная глубина всасывания
крепкий корпус

PATRIOT QB60

• поверхностный обычный;
• макс. производительность 2.1 м³/ч, макс. напор 25 м;
• глубина всасывания 7 м;
• только для чистой воды;
• горизонтальная установка;
• вес 5.7 кг.

Российская фирма Патриот поставляет на российский рынок устройства, собранные в Китае. Насос довольно тяжёл и шумен, однако работает без сбоев и перегрева довольно длительное время. Характеристики стандартные для данной ценовой категории. Устройство подойдёт для загородного дома с колодцем или скважиной, однако глубину рекомендуется ограничить 5-ю метрами.

Плюсы	Минусы
Дёшево стоит	Глубина эффективного всасывания меньше указанной
Тяжёлый и устойчивый
Нормальная работа в штатном режиме

BELAMOS XP 05

• поверхностный обычный;
• макс. производительность 1.98 м³/ч, макс. напор 40 м;
• Глубина всасывания 8 м;
• только для чистой воды;
• горизонтальная установка;
• защита: от перегрева;
• вес 17.5 кг.

Это устройство уже мощнее предыдущих. Правда, и вес его даёт себя знать. Он как бы намекает: прибор нужно установить стационарно и больше его не трогать. Напор в 40 м является достаточным для снабжения водой системы небольшого одноэтажного жилого дома с условием, что водоразбор не будет происходить одновременно их всех точек. К сожалению, данная модель очень чувствительна к посторонним включениям в воде.

Плюсы	Минусы
Большая мощность	Очень шумная работа двигателя
Хорошая производительность
Реальная глубина всасывания

ВИХРЬ ПН-650

• поверхностный обычный;
• макс. производительность 3.6 м³/ч, макс. напор 45 м;
• Глубина всасывания 9 м;
• только для чистой воды;
• горизонтальная установка.

Глубина всасывания заявлена как внушительные 9 м — следует отметить, что такие показатели насос будет показывать лишь при нормальной температуре и кристальной чистоте воды. Правда, средняя мощность в 650 Вт всё же лучше, чем более мощное устройство — для бытовой водопроводной сети хватает, а для большего стоит покупать дорогой экземпляр.

Плюсы	Минусы
Средняя мощность	Необслуживаемые подшипники на валу ротора лучше заменить через год.
Нормальная глубина всасывания
Тихая работа

Лучшие погружные аппараты

В отличие от поверхностных, погружные насосы опускаются непосредственно в резервуар с водой, будь то обычный колодец или скважина. Козырем погружных насосов является их бесшумность, а минусом — трудность обслуживания и более высокая цена за водонепроницаемость.

BELAMOS TM10-60

• погружной скважинный;
• макс. производительность 2.4 м³/ч, макс. напор 60 м;
• Глубина погружения30 м;
• только для чистой воды;
• вертикальная установка;
• вес 15 кг.

Погружные насосы обычно дешевле своих поверхностный собратьев, и эта модель не стала исключением. С другой стороны, его мощность, как и глубина, с которой он бесперебойно подаёт воду, больше. Сборка достаточно качественная, все детали из нержавеющей стали, огорчить моет лишь то, что производитель заливает слишком мало масла для охлаждения и смазки мотора.

Плюсы	Минусы
Умеренная цена	Недостаточная смазка
Большая мощность
Тихая работа

ВИХРЬ СН-100В

• погружной скважинный;
• макс. производительность 2.4 м³/ч, макс. напор 100 м;
• Глубина погружения 35 м;
• только для чистой воды;
• вертикальная установка;
• вес 10.8 кг.

Насос обладает мощностью в киловатт с небольшим, что позволяет опускать его на глубину 35 метров. Производительность хорошая, насос успешно может снабжать водой дом, а также периодически позволяет выполнять различные работы — полив, набор воды в бассейн и другое.

Плюсы	Минусы
Мощный	Склонен к ржавчине
Малый вес
Хорошая производительность

Marina SVM 100

• погружной скважинный;
• макс. производительность 3.3 м³/ч, макс. напор 55 м;
• только для чистой воды;
• вертикальная установка;
• защита: от перегрева;
• вес 12.5 кг.

Устройство отличается довольно высокой ценой, однако и результат выдаёт соответствующий. Прибор способен работать на больших для бытового насоса глубинах, исправно качая воду. Правда, требовательность к отсутствию механических частиц довольно высокая — вода должна быть чистой либо пропускаться через фильтр. Особое внимание стоит обратить на затяжку болтов: характерной «болезнью данной модели является ослабленные крепления, в результате чего могут быть проблемы с выходом на заявленное давление в 3,5 атмосферы.

Плюсы	Минусы
Большая глубина	Высокая цена
Качественное исполнение
Хорошая производительность

Вывод

Вихревой насос одинаково хорош в разном исполнении, и в формате погружного, и в виде поверхностного. У каждого вида есть свои плюсы и минусы, однако сама по себе вихревая схема является одной из лучших для применения в частном хозяйстве.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор погружного вихревого насоса ВИХРЬ СН-100B

Вихревой насос принцип работы

Устройство и принцип работы вихревого насоса

Сегодня для решения различных бытовых задач используются разные виды насосного оборудования.

Вихревые агрегаты – это динамические насосы, в которых для циркуляции водной среды используются лопатки, расположенные на рабочем колесе.

Существует несколько видов вихревых насосных изделий, которые отличаются особенностями строения и принципом работы. В нашей статье мы рассмотрим устройство и принцип действия вихревого насосного оборудования для скважины.

Главный рабочий механизм любого вихревого насоса – рабочее колесо. К нему крепятся лопатки, которые могут находиться в радиальном либо наклонном положении. Это колесо установлено и вращается в цилиндрическом корпусе, в котором торцевые зазоры минимально уменьшены. Водная среда сначала всасывается через входное отверстие, перемещается внутри агрегата и выбрасывается под напором из выходного отверстия.

Рабочее колесо этих агрегатов – это массивный диск из стали с пазами, которые выполнены методом фрезерования по окружности. В итоге эти пазы образуют прямолинейные лопатки. Напорный и всасывающий патрубок находятся в верхней части корпуса. Это обеспечивает самовсасывание жидкости после залива воды при первом запуске оборудования.

Устройство насоса выполнено так, что расположенный концентрично к оси вала отливной канал идёт по направлению вращения от всасывающего до выходного патрубка. Между этими патрубками установлена специальная перемычка, прижимающаяся к рабочему колесу с минимально возможным зазором в 0,2 мм. При этом эта перемычка перекрывает не менее двух лопаток на рабочем колесе. Она нужна для отделения всасывающей полости от напорной камеры.

Важно: вихревые агрегаты для скважины способны создавать давление в 7 раз, превышающее аналогичный показатель у приборов центробежного типа с такой же частотой вращения рабочего колеса и аналогичными габаритами. Помимо самовсасывающей способности насосы вихревого типа могут работать не только с водной средой, но и с газо-водной смесью.

Схема устройства

Устройство прибора выполнено так, что жидкость, поступающая в кожух, продвигается по касательной оси относительно расположения рабочего колеса. По мере движения воды в корпусе на неё воздействуют центробежные силы, образующиеся в ходе её вращения в паре с рабочим колесом.

Принцип работы

1. Во время вращения рабочего колеса насосного оборудования небольшой объём воды из всасывающего трубопровода попадает в пазы на рабочем колесе.
2. В результате она продвигается от периферии к центру агрегата, что не похоже на работу центробежного насоса.
3. После этого этот объём воды под влиянием центробежного усилия начинает продвигаться вдоль лопаток от центральной части к периферии.
4. В итоге вода получает ускорение и выбрасывается в выходное отверстие.
5. Здесь скоростная энергия воды переходит в энергию давления.
6. Под влиянием давления и всасывающего действия лопаток новый объём жидкости снова попадает на лопатки и происходит повторение цикла.

Важно: за один оборот рабочего колеса цикл возникновения давления и подсасывающего действия лопаток повторяется многократно, что способствует приращению энергии и увеличению напора.

Разновидности

Насосное оборудование вихревого типа можно разделить на два вида:

• открыто-вихревые агрегаты;
• закрыто-вихревые насосы.

Насосы первого типа имеют:

• удлинённые лопатки рабочего колеса;
• уменьшенный диаметр рабочего колеса в сравнении с просветом рабочего канала;
• кольцевой канал в приборе соединён с напорным отверстием.

Закрыто-вихревые агрегаты отличаются таким строением:

• укороченные лопатки, установленные под разным углом наклона (наклон вперёд, загиб назад либо под определённым углом назад или вперёд);
• диаметр рабочего колеса равен просвету рабочего канала;
• кольцевой канал имеет непосредственное соединение с входным и выходным отверстием.

Достоинства и недостатки

Преимущества:

• При тех же габаритах и частоте вращения рабочего колеса вихревые насосы могут создавать напор, в 7 раз превышающий эту величину у агрегатов центробежного типа.
• Многие вихревые агрегаты для скважины обладают способностью к самовсасыванию.
• В отличие от насосного оборудования центробежного типа, которое не может работать с воздухом во внутренней камере, приборы вихревого типа могут нагнетать давление не только при работе с водой, но и с газожидкостными смесями. При необходимости они даже могут создать нужный напор с воздухом внутри.
• Поскольку в подобном оборудовании используется не крыльчатка, а импеллер, это устройство создаёт напор наподобие эжекторного устройства. Это способствует тому, что агрегат может поднимать воду со скважины глубиной более 15-20 м, чего нельзя сказать о центробежном насосе без эжектора.
• Работа насоса создаёт настолько сильный напор воды, что подобное оборудование по мощности можно сравнить с насосными изделиями промышленного назначения.

Недостатки:

• КПД вихревого насосного оборудования достаточно низкий и равен 35-45 %. Именно поэтому вихревые агрегаты высокой мощности использовать невыгодно.
• Такое изделие не может транспортировать рабочую среду с высокой вязкостью.
• Кроме этого вихревой агрегат очень чувствителен к загрязнённой рабочей среде, то есть воде с большим содержанием примесей. Поэтому такое оборудование можно использовать только для скважины с чистой водой.

Важно: из-за маленького зазора между лопастями рабочего колеса и корпусом перекачивание водной среды с абразивными частицами может привести к быстрому износу механических частей оборудования и его выходу из строя.

Где применяют вихревой насос

Вихревые насосы используют для передвижения жидкостей, однако они подходят для прокачки газа.

Их принципиальной особенностью является возможность выдать сильный напор при малом объеме воды. Это делает их востребованными для применения в бытовых условиях. Они широко применяются в индивидуальном водоснабжении, где работают в автоматическом режиме.

Основное предназначение заключается в следующем:

• для водоснабжения загородных подворий в комплекте автоматической насосной станции;
• при перекачке горючих смесей на АЗС;
• для подачи питания в котельных установках малой мощности.

Вихревой насос из-за своего устройства и принципа действия часто используют в различной промышленности при работе в агрессивной среде. Простота конструкции позволяет изготовить комплектующие из тугоплавких сплавов, обладающих повышенной надежностью.

Устройство и принцип работы

Главным элементом конструкции вихревого насоса является крыльчатка, вращающаяся вокруг своей оси. Она имеет вид стального диска, где на внешнем диаметре имеются ямки, формирующие лопасти разного вида.

Такая крыльчатка вращается вокруг своей оси в прочной камере, имеющей форму цилиндра. Принцип работы вихревого насоса заключается в эффекте всасывания воды через входной патрубок, и ее закручивания в вихрь из-за вращения крыльчатки. Вследствие чего она выталкивается под большим давлением. Таким образом, при малых энергетических затратах мощность водяного потока усиливается в несколько раз.

Следует заметить, что оба патрубка размещены вверху корпуса. Это обеспечивает эффект всасывания уже на старте.

Особенностью устройства является наличие отливного канала между отверстиями для входа — выхода перекачиваемой воды, и специальной перегородки, перекрывающей несколько лопастей с зазором не больше 0,2 мм. Вследствие чего создается центробежная сила, усиливающая водяной напор. В результате, эффективность действия данной конструкции стала в несколько раз больше нежели работа центробежного аппарата.

Классификация

Данные устройства различаются несколькими особенностями. Разработаны следующие виды подобных насосов:

• открытых и закрытых вихревых конструкций;
• предназначенные для установки на поверхности и в толще воды;
• комбинированные.

Каждый вид имеет свое устройство и предназначение.

Открыто-вихревые и закрыто-вихревые + видео

Особенности открыто вихревой конструкции заключаются в следующем:

• лопатки на колесе большей длины;
• ширина колеса значительно меньше ширины канала для отвода жидкости;
• закольцованный канал соединен лишь с каналом выхода.

В закрытых конструкциях лопасти значительно короче, располагаются под различными углами, ширина крыльчатки аналогична ширине камеры, канал объединяет ее вход и выход.

Отличие вихревого насоса в принципе работы:

• изначально вода проходит в основную камеру;
• закрученная в вихре образное состояние она попадает в соединяющий канал;
• после чего выходит из насоса под большим давлением.

В закрытых конструкциях из-за одинакового диаметра крыльчатки и рабочей камеры — жидкость сразу направляется в соединяющий канал, где происходит ее формирование в вихрь и создается повышенный напор.

Погружные и поверхностные модели

Различие этих конструкций заключено в их названии. Таким образом, погружные модели эксплуатируются в жидкой среде, способные перемещать жидкости, обладающие небольшой вязкостью. Поверхностные — качают только отфильтрованную воду, для полива огорода либо домашнего водопровода.

• Комбинированные варианты.

Свободные вихревые конструкции способны перекачивать загрязненную жидкость в дренажных системах и канализациях.

Центробежные вихревые конструкции владеют большим КПД относительно классических вариантов, могут прокачивать жидкости нагретые до температуры + 105 °C. Тут установлено вихревое и центробежное колесо одновременно.

Вакуумные насосы вихревого типа предназначаются для распространения воздуха разной температуры, могут создать небольшой вакуум.

Характеристики вихревых насосов

На фоне параметров других насосов технико-эксплуатационные показатели вихревого агрегата малопривлекательны, что объясняется низким КПД, который составляет не более 45 %. Но этот изъян компенсируется простой конструкцией и универсальностью ее применения. Средние же характеристики вихревых моделей выглядят так:

• Мощность – от 300 до 650 Вт.
• Производительность – от 30 до 50 л/мин.
• Высота подъема воды – до 10 м у обычных агрегатов для домашнего хозяйства.
• Глубина всасывания – в среднем 7-9 м.
• Напор – 25-250 м.
• Напряжение электродвигателя – используется однофазная сеть на 220 В.
• Температурный режим рабочей жидкости – до 40-50 °С.
• Материал корпуса – чугун или нержавеющая сталь.
• Давление – 5 Атм.
• Масса – до 10 кг.

Правила эксплуатации

Насос надо установить на твердую поверхность строго по горизонтали и как можно ближе к источнику водозабора.

Для избежания вибраций закрепить конструкцию металлическим каркасом или рамами на болтах.

Подключить к сети через блок предохранителя УЗО. Заземление можно обеспечить стальным проводом толщиной порядка 6 мм. Один конец крепится к корпусу, а другой – к заземлителю в виде металлической трубы от колодца или любого сооружения, ведущего в грунт.

Перед началом эксплуатации проверить герметичность насоса и корректность произведенных подключений. Сначала жидкостью заполняется всасывающий патрубок и насосная часть. Для этого можно использовать воронку и заливной выход в конструкции. Когда будет полностью заполнена насосная часть, можно запускать оборудование в работу.

Техническое обслуживание агрегата

После первых яасов эксплуатации провести профилактический осмотр. В дальнейшем проводить такие осмотры каждые 100 ч. Особое внимание следует уделять состоянию рабочего колеса вихревого насоса, степени износа механических деталей и качеству электротехнических соединений. Корпус должен содержаться в исправном виде, быть очищенным и правильно собранным. В процессе испытаний конструкцию нельзя подвергать наклонам, так как в этом случае производительность будет снижена на 25-30 %. Если насос не эксплуатируется продолжительное время, то осмотры делать раз в квартал.

Конструкция вихревого насоса

Вихревой насос закрытого типа

В корпусе 1 вихревого насоса установлено рабочее колесо 2 с малыми зазорами. В корпусе также выполнен специальный концентрический канал 3, расположенный по периметру окружности описываемой лопатками от входного патрубка 4 до напорного 5. Концентрический канал разделен перемычкой 6, не позволяющей жидкости перетекать из напорной линии во всасывающую. Лопатки рабочего колеса передают энергию жидкости, которая под воздействием сил инерции и трения перемещается от всасывающего патрубка к напорному.

Устройство вихревого насоса открытого типа

Рабочая жидкость поступает к лопаткам рабочего колеса 1 через подвод 2 и окно 3. Через рабочее колесо жидкость поступает в кольцевой канал 4, выполненный в корпусе 5. Под воздействием лопаток рабочего колеса жидкость перемещается по кольцевому каналу, и через отверстие 6 поступает в напорную линию 7.

Принцип работы вихревого насоса

Вихревой насос относится является динамическими, а значит движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции и трения. От рабочего колеса энергия передается частицам жидкости, которая через спрофилированные каналы поступает из линии всасывания в линию нагнетания.

Рабочее колесо

Лопатки рабочего колеса вихревого насоса спрофилированы таким образом, что при движении жидкость направляется от внутренней части канала ко внешней, приобретая окружную составляющую скорости.

Происходит активное смешивание жидкости поступающей от рабочего колеса и текущей по каналу за счет сил инерции. В результате взаимодействия частиц с различными скоростями и направлениями движения возникают интенсивные вихри, что ведет к значительным потерям энергии.

Для исключения продольной силы, возникающей в результате разницы давления в осевых зазорах, используют симметричное рабочее колесо.

Характеристики

• Напор – до 25 м
• Подача – до 12 л/с
• Мощность – до 25 кВт
• КПД – 35. 40%

Вид основной характеристики вихревого насоса показан на рисунке.

Потери энергии в вихревом насосе

Гидравлические потери в вихревом насосе велики и составляет до 30% от энергии на валу насоса. Эти потери возникают вследствие образования многочисленных вихрей при движении жидкости в насосе.

Объемные потери также велики и могут достигать 20%, обусловлены они перетеканием жидкости через зазоры разделителя.

Механические потери в вихревом насосе возникают из-за трения в подшипниках и уплотнительных устройствах.

Ввиду высоких гидравлических и объемных потерь общий КПД вихревого насоса невысок и составляет 35 – 40%.

Самовсасывающие модели

К отдельной категории относятся устройства, в которых для улучшения эксплуатационных характеристик применяется метод создания дополнительной воздушной подушки.

Для этого вихревой центробежный насос имеет специальный воздушный клапан. Во время запуска двигателя начинают вращаться лопасти. Одновременно с возникновением центробежной силы в задней камере устройства происходит разрежение. Под действием внешнего атмосферного давления по каналам проходят воздушные потоки. Они придают дополнительное ускорение жидкости и одновременно создают барьер, препятствующий попаданию воды в двигатель.

Такой вихревой центробежный насос обеспечивает мощный напор воды с одновременным регулированием ее количества. Он используется в комплексе с общей системой автономного холодного водоснабжения для автоматической подачи воды из скважины.

Советы по выбору

При выборе определенной модели необходимо помнить, что вихревой насос должен выполнять 2 основные функции – обеспечивать бесперебойную подачу жидкости из скважины и при этом иметь надежную конструкцию.

При выборе обратить внимание на следующие параметры:

• Оптимальный показатель мощности и объем перекачиваемой жидкости. В зависимости от потребностей необходимо подобрать такую модель, чтобы ее технические характеристики полностью соответствовали требуемым – объем жидкости из скважины не должен быть меньше минимального показателя потребления.
• Расчет напора. Он зависит от глубины источника забора воды и горизонтальных трубопроводов. Эти данные производитель указывает в паспорте оборудования.
• Гарантия на работу насоса.