Разновидности насосов и их характеристики

Насос – устройство (гидравлическая машина) для напорного перемещения (всасывания и нагнетания) жидких сред (не только воды) или газов. Без насосного оборудования современная жизнь практически невозможна. Достаточно сказать, что насосное оборудование потребляет 20% всей вырабатываемой в мире электроэнергии.

Основной характеристикой насоса является осуществляемая им объёмная подача воды - количество жидкости, перемещаемое за единицу времени, а также развиваемое давление или соответствующий ему напор (полное количество энергии, сообщаемое единице массы жидкости), потребляемая мощность и КПД. По сфере применения насосы разделяют на бытовые и промышленные.

Бытовые насосы используют для водоснабжения, отопления и канализации в жилых и производственных помещениях.

Промышленная насосная техника - это насосы для систем охлаждения, подачи воды в различных промышленных установках, установках для водоочистки, насосы для промывки под высоким давлением, перекачивания пищевых продуктов, подачи воды в котлы, повышения давления, для перекачивания нефти и нефтепродуктов, агрессивных сред в химических производствах и множества других специфических операций.

Существует множество типов насосов, различающихся по принципу действия и конструкции. Можно выделить два основных вида: насосы объемного действия и динамические насосы.

В объемных насосах рабочим органом является изменяющая объем камера и преобладают силы давления, принудительно перемещающие вещество.

Насосы объемного действия могут использоваться для перекачки вязких жидкостей. В этих насосах происходит одно преобразование энергии - энергия двигателя непосредственно преобразуется в энергию жидкости. Это высоконапорные насосы, они чувствительны к загрязнению перекачиваемой жидкости. Рабочему процессу в объемных насосах присуща высокая вибрация, поэтому для них необходимы массивные фундаменты. Однако преимуществом таких насосов можно считать способность к сухому всасыванию (самовсасыванию).

К насосам объемного типа относятся:

роторные насосы - общее название насосов, которые перемещают жидкости при движении роторов, кулачков/клиньев, винтов, лопастей/лопаток или похожих деталей в фиксированном корпусе;
шестеренные насосы - простой тип насосов с принудительным смещением, которое вызывается изменением объемов в полостях сцепленных между собой шестерен;
импеллерные насосы - в которых рабочее колесо с лопастями из эластичного материала вращается внутри эксцентрического корпуса, что приводит к сгибанию лопастей и вытеснению жидкости;
кулачковые насосы - в которых жидкость перемещается внутри рабочей камеры насоса благодаря вращению двух независимых роторов. Благодаря высокой точности изготовления корпуса насоса и роторов между ними находятся малые зазоры, препятствующие противотоку жидкости внутри насоса. Такие насосы могут перекачивать жидкости с большими включениями (например, джем с целыми ягодами) и поэтому широко применяются в производстве продуктов питания, напитков, молочных продуктов, фармацевтической промышленности;
перистальтические насосы - рабочим элементом в этих насосах является гибкий многослойный рукав из эластомера. Двигатель вращает вал с башмаками (роликами), которые пережимают рукав насоса, перемещая жидкость внутри рукава;
винтовые насосы - в которых металлический ротор винтообразной формы находится внутри статора, сделанного из эластомера. При вращении ротора изменяется объем полостей внутри пары ротор-статор и жидкость, вытесняясь из-за вращения ротора, перемещается по оси насоса.

В динамических насосах преобладают динамические силы. Для них характерно двойное преобразование энергии, они обладают равномерной подачей и уравновешенностью рабочего процесса. В отличие от объемных насосов, они не способны к самовсасыванию.

К динамическим насосам относятся:

центробежные насосы - в них рабочим органом насоса является рабочее колесо, при прохождении через которое увеличиваются кинетическая энергия жидкости (увеличивается скорость) и потенциальная энергия давления;
вихревые насосы - аналогичны центробежным, отличаются малыми габаритами и массой. Недостатками таких насосов являются низкий КПД, не превышающий в рабочем режиме 45%, и непригодность для подачи жидкости, содержащей абразивные частицы (так как это приводит к быстрому изнашиванию стенок торцевых и радиальных зазоров);
струйные насосы - разделяются на водоструйные(гидроэлеваторы), принцип действия которых основан на передаче кинетической энергии рабочей жидкостью перекачиваемому веществу и эрлифты, в которых подается сжатый воздух от компрессора и водовоздушная смесь двигается благодаря подъемному действию пузырьков воздуха.