Мембранные (диафрагменные) насосы
Фото: принцип работы мембранного (диафрагменного)
Мембранные (диафрагменные) насосы относятся к типу объемного насосного оборудования. Это означает, что перекачка среды таким насосом производится за счет изменения объема рабочей камеры. За цикличность таких изменений в мембранном агрегате отвечает эластичная диафрагма, расположенная на внутренней стенке камеры.
Принцип работы мембранного насоса основан на изменении внутреннего объема камеры за счет движения диафрагмы (эластичной мембраны). Когда мембрана выгибается в противоположную от камеры сторону, объем камеры становится больше. Вследствие этого процесса внутри формируется область пониженного давления. Насос всасывает внутрь порцию перекачиваемой среды. Обратное движение диафрагмы уменьшает объем камеры. Это приводит к выталкиванию среды наружу с противоположной стороны.
Работу мембранного насоса обеспечивают также два клапана – впускной и выпускной. Они функционируют одновременно, но зеркально друг другу:
- в процессе всасывания перекачиваемой среды впускной клапан открывается, что позволяет жидкости попасть внутрь рабочей камеры, а выпускной остается закрытым (это позволяет сохранить низкое давление внутри мембранного насоса);
- в процессе выталкивания открывается выпускной клапан, а впускной в этот момент закрывается.
Такая работа клапанов исключает риск возврата перекачиваемой жидкости.
Пневматические насосы
Фото: принцип работы пневматического на примере винтового
Основное преимущество пневматических агрегатов состоит в их высоком КПД. Использование такого оборудования позволяет осуществлять перекачку разных типов жидкостей, включая агрессивные химические среды. Отдельные типы пневматических агрегатов могут использоваться для транспортировки горячих жидкостей, масел и жиров, ЛКМ, различных смазок, нефтепродуктов и не только.
Пневматические насосы нашли свое применение в сельском хозяйстве, горнодобывающей и нефтяной отраслях, в медицине, в косметологии, производстве ЛКМ и пр. Техника, изготовленная из износостойких материалов способна прослужить долгое время даже в случае ее эксплуатации в условиях повышенной сложности.
Принцип работы этого оборудования заключается в использовании для перекачки различных сред сжатого воздуха, создающего в рабочей камере агрегата попеременно область высокого и низкого давления. Складываются такие насосы из двух камер, в которых показатели давления имеют разное значение. Из-за этой разницы между камерами постоянно движется воздух, с помощью которого и перекачивается среда.
На данный момент в промышленности используются несколько видов пневматических насосов:
- винтовые;
- бочковые;
- мембранные;
- поршневые.
С их помощью может осуществляться перекачка не только жидкостей, но и сыпучих веществ, а также сред с твердыми включениями.
Перистальтические (шланговые) насосы
Фото: принцип работы перистальтического (шлангового)
Перистальтические насосы существенно отличаются от всех типов насосного оборудования. Исключительная ценность этих агрегатов состоит в том, что перекачиваемая среда никоим образом не контактирует с конструктивными элементами насоса – только с используемой в системе заменяемой трубкой (или шлангом).
Именно трубка выступает в роли основного рабочего элемента перистальтического насоса. Движение среды по ней осуществляется благодаря работе специальных роликов. Ролик прижимает один из участков трубки к корпусу агрегата. Жидкость внутри трубки оказывается внутри одной из ее частей и так дозировано перемещается внутри к выпускному отверстию. За роликом, пережимающем трубку из-за изменения объема образуется зона низкого давления. Это приводит к забору следующей порции перекачиваемой среды. И так цикл за циклом.
Количество роликов в перистальтике может варьироваться в зависимости от конкретной модели. Одно из существенных достоинств этого оборудования состоит в возможности четко вымерять количество среды, перекачиваемый за один цикл, дозировать ее подачу. Эта функция перистальтического насоса активно используется в медицинской, химической промышленности, косметологии, различных лабораториях.
Винтовые насосы
Фото: принцип работы винтового
Винтовой насос представляет собой оборудование, перекачка среды в котором происходит посредством нагнетания напора винтовыми роторами (одним или несколькими). Роторы в агрегате вращаются внутри статора.
Среда в винтовом насосе движется вдоль оси ротора внутри рабочей камеры по канавкам, которые образуются самим винтом и корпусом оборудования. Поскольку винтовые выступы соприкасаются с корпусом или заходят в канавки расположенного тут же смежного ротора в рабочей камере образуется замкнутое пространство. Это исключает движение среды в обратном направлении.
Ключевое достоинство этого оборудования состоит в возможности перекачивать даже высоковязкие среды, а также, пар или газ. Давление внутри рабочей камеры оборудования может достигать 30 Мпа.
Активное применение винтовые насосы нашли в нефтедобывающей отрасли. Могут использоваться в промышленности, где стоит задача перекачки жидкости с большим количеством твердых включений, а также вязкие среды.
Импеллерные насосы
Фото: принцип работы импеллерного
Рабочим органом в импеллерном насосе выступает специальное колесо (импеллер), оснащенное гибкими лопастями. Изготавливается импеллер из плотной резины, монтируется непосредственно в рабочей камере внутри концентрического корпуса. На корпусе имеется два патрубка: всасывающий и выпускающий.
В процессе вращения колеса-импеллера происходит движение гибких лопастей. При этом рабочая камера представляет собой окружность, в которой одна из сторон сужена по сравнению с остальными. Через всасывающий патрубок внутрь рабочей камеры попадает перекачиваемая среда, которая движется по окружности между лопастями к выходному отверстию. Проходя точку сужения рабочей камеры лопасти начинают сгибаться. Пространство между ними сужается, из-за чего находящаяся внутри камеры жидкость выталкивается в выпускающий патрубок.
Простота конструкции, способность осуществлять перекачку высоковязких жидкостей и сред с определенным содержанием газов, сделали импеллерные агрегаты востребованными в разных промышленных сферах: нефтеперерабатывающей, косметологической, химической, фармакологической, легкой, пищевой и не только. Особенно часто используются эти агрегаты в производстве кисломолочных продуктов, виноделии и не только. Импеллерное оборудование позволяет решить задачу дозирования достаточно сложных продуктов.
Центробежные насосы
Фото: принцип действия центробежного
Центробежным называют один из видов лопастных динамических насосов, способных обеспечить непрерывный поток перекачиваемой среды благодаря вращению ротора, оснащенного лопастями. Перенос потока происходит за счет возникающей в рабочей камере центробежной силе. Направляется он перпендикулярно оси вращения (в радиальном направлении).
Принцип работе центробежного насоса достаточно прост. Во внутреннюю рабочую камеру агрегата попадает жидкая среда. Лопасти вращающегося ротора захватывают ее и приводят в движение. В результате постоянного вращения у стенок рабочей камеры образуется зона высокого давления. Именно давление помогает жидкости выталкиваться через выходной патрубок. В то же время в центре рабочей камеры за счет переноса среды к ее стенкам образуется зона низкого давления. Из-за нее через входной патрубок всасывается новая порция перекачиваемой среды.
И погружные, и поверхностные центробежные насосы работают по одному и тому же принципу, поскольку основную функцию оборудования выполняет именно ротор с лопастями. Именно оно обеспечивает стабильность потоку, который создается в рабочей камере, и его непрерывность.
Центробежные агрегаты не рассчитаны на работу на «сухом ходу». Перекачиваемая среда должна постоянно присутствовать в рабочей камере. Холостая работа насоса может привести к выходу его из строя.
Химические насосы
Фото: устройство химического на примере центробежного
Химическими принято называть насосы, которые используются для перекачки агрессивных жидкостей: концентрированных или разбавленных кислот, щелочей, растворителей и не только. Химическое исполнение насоса предполагает использование в его конструкции материалов, устойчивых к воздействию этих веществ (это касается проточной части оборудования). Основная проблема состоит в том, что универсальных материалов, которые бы демонстрировали одинаковую стойкость к разным химическим элементам не существует.
Детали химических насосов могут изготавливаться из керамики, алюминия, нержавеющей стали, специальных полимерных материалов. При этом производители учитывают, что сталь может корродировать под воздействием отдельных солей, полимеры не используются в конструкции, если планируется перекачка органических растворителей, керамика не подходит в случаях, когда требуется изготовить детали особо сложной формы.
Именно по этой причине химические насосы выпускаются в нескольких решениях сразу: с разными материалами корпуса и рабочей камеры. Подбор такого оборудования осуществляется с учетом того, какая среда будет перекачиваться.
Принцип действия химического оборудования отличается в зависимости от того, какое оборудование используется на производстве. Существует несколько типов и моделей насосов, имеющих химическое исполнение: центробежные (с поливинилденфторидным или полипропиленовым корпусом), бочковые и винтовые (с корпусом из полипропилена, поливинилденфторида или нержавеющей стали), с магнитной муфтой (без уплотнений в конструкции), мембранные и, конечно, перистальтические. Последний вариант предполагает подбор химически стойких трубок, с которыми будет непосредственно контактировать среда.
Консольные насосы
Фото: как работает консольный
Консольные насосы применяются для перекачки жидкостей, в составе которых отсутствуют загрязнения. Абразивных веществ в перекачиваемой среде должно быть не более 0,1%, а из размер – не превышать показатель в 0,2 мм.
Перекачка жидкости в консольном центробежном насосе осуществляется посредством колеса, оснащенного лопастями. Именно оно выступает в роли главного функционального узла в оборудовании этого типа. Состоит узел из двух, размещенных параллельно друг другу диска, между которыми находятся пластинчатые перегородки, объединяющие диски в единый барабан. Вращение колеса запускается электродвигателем.
Внутри корпуса в точке, где расположено колесо, имеется патрубок для всасывания перекачиваемой жидкости. На выходное отверстие среда переносится при помощи лопастей, которые в процессе вращения ускоряют ее и создают на выходе зону повышенного давления.
Применяются консольные агрегаты в химическом производстве, в сферах коммунального хозяйства, в системах водоснабжения, ирригации и полива.