Характеристики рабочих колес для насосов

Виды рабочих колёс центробежных насосов

Существует много задач по перекачиванию различных жидкостей, например: чистая вода, дренажные сточные воды, фекальные воды, воды с большим содержанием примесей небольшого размера (1-3 мм), шламовые воды с большим содержанием крупных частиц (до 20-30 мм), воды с содержанием длинноволокнистых включений, жидкости с большим содержанием абразива, различные нефтепродукты, химически активные жидкости.И для решения каждой задачи существует своё оптимальное решение, а именно рабочее колесо определенного вида, позволяющее работать насосу с максимальным КПД. По форм-фактору центробежные рабочие колёса делятся на 2 группы: рабочие колёса открытого типа и рабочие колёса закрытого типа. И каждые, в свою очередь, могут иметь различное количество лопастей.

Колёса закрытого называются так потому, что лопатки у них закрыты диском с обеих сторон. Колёса такого типа имеют максимальный КПД и максимальный напор. Но они не подходят для работы с жидкостями, которые имеют длинные волокна (они наматываются на колесо и забивают его) и для жидкостей, имеющих крупные включения, из-за опасности их застревания в узком внутреннем проходе колеса.

Колёса открытого типа имеют открытые лопатки с одной стороны (существуют и колёса, которые имеют только лопатки, не закрытые диском с обеих сторон, но это экзотика). Колёса этого типа имеют более низкий КПД, но зато позволяют перекачивать жидкости с волокнистыми включениями и жидкости с крупными частицами.

Рабочие колёса закрытого типа в погружных насосах В погружных дренажных и фекальных насосах колёса закрытого типа отличаются от аналогичных колес в центробежных горизонтальных поверхностных насосах для чистых жидкостей.В погружных насосах используются колёса закрытого типа с большим свободным проходом, чтобы колесо не забивалось крупными частицами (например, фекальными массами и т.п.). В консольных наружных насосах для чистых жидкостей используются закрытые колёса с небольшим свободным проходом, т.к. они обладают максимально возможным КПД и напором, что важно например для водоснабжения.

На рисунке можно увидеть, что большой размер свободного прохода колеса фекального насоса позволяет пропускать крупные частицы. Применение закрытых колёс оправдано в случае необходимости большого напора насоса и перекачки жидкостей с большим содержанием крупных частиц (такое колесо более прочное по сравнению с колесом открытого типа).

Ниже можно посмотреть различные виды закрытых крыльчаток фекальных насосов: — Закрытая двухканальная крыльчатка. Используется для перекачки жидкостей с большим содержанием шлама (крупных частиц), там где требуется большой напор. Применяется там, где нужна высокая надежность и тяжелые режимы работы.

— Закрытая одноканальная крыльчатка. Устанавливается в насосы, которые должны перекачивать жидкости с большим напором и крупными мягкими частицами (например, в фекальные насосы).

Рабочие колёса открытого типа в погружных насосах

Рабочие колёса открытого типа устанавливают как в фекальных, так и в дренажных насосах. Как можно видеть на картинках, колесо такого типа устанавливают как над рабочей камерой насоса (верхний рисунок), так и в рабочей камере (как на рисунке снизу).

Установка выше рабочей камеры (выше улитки) способствует беспрепятственному прохождению крупных частиц, а также волокнистых включений. Такую схему установки колёса называют свободновихревой. При вышеперечисленных достоинствах такой схемы, есть и недостатки: сильно падает КПД, требуется двигатель повышенной мощности и насос имеет небольшой напор.

Для дренажных насосов (которые перекачивают воду с небольшими частичками песка), нет необходимости использовать свободновихревую схему. Рабочее колесо ставят в самой рабочей камере насоса. Существуют несколько видов крыльчаток открытого типа:

— С небольшими по высоте лопатками. Их используют либо в дренажных насосах, либо в насосах со свободновихревой схемой установки. Они могут отличаться количеством лопастей и их конфигурацией.

— С высокими лопатками. Используют в фекальных насосах. Конфигурация этого рабочего колеса позволяет использовать его там, где нужен большой свободных проход частиц и требуется больший напор, чем при свободновихревой схеме.

В частности, рабочее колесо открытого типа с одной лопаткой применяют в насосах с режущим механизмом, когда кромка насоса выступает в качестве ножа (как например у насосов серии ЦМФ-РМ). На всасывающей крышке сделаны звездообразные кромки, которые выступают в качестве неподвижных ножей.

Таким образом, решаются сразу 2 задачи: насос может перекачивать жидкости с большими включениями и перерубать длинноволокнистые включения, что позволяет перекачивать такие жидкости без риска засорения насоса (в обычных насосах, если в жидкости будут длинные верёвки и т.п. волокна, они намотаются на рабочее колесо и затормозят, а потом и заклинят ротор насоса).

Существуют и рабочие колёса со специальным покрытием их из полиуретана — для работы с жидкостями, имеющими повышенное содержание абразива. В особо тяжёлых случаях покрывают полиуретаном (футеруют) не только рабочее колесо, но и всю внутреннюю поверхность рабочей камеры насоса.

Примерами таких жидкостей могут служить: глазурь в керамической промышленности, отходы при обработке гранитных камней (при резке) и т.п. Покрытие полиуретаном позволяет в несколько раз увеличить ресурс рабочего колеса и корпуса насоса. Такие насосы есть в нашем каталоге под маркой VLP. Насосы с измельчающим механизмом

Существует 2 вида измельчительных механизмов: — Измельчитель с ножом как в мясорубке. Это самый простой тип измельчителя первого поколения. Плохо справляется с материалами из нетканых материалов (влажные салфетки, прокладки и т.п.)

— Измельчитель с вертикальным расположением ножа. В настоящее время является наиболее эффективным. Позволяет перемалывать практически любые мягкие материалы.

Следует помнить, что насосы с измельчителями могут измельчать только мягкие частицы (туалетную бумагу, веревки, салфетки, пищевые отходы). Попытка качать ими жидкости с твёрдыми частицами (кости, палки, ветки, песок, камни, гвозди и т.п.) неизменно приведёт к заклиниванию насоса и выгоранию обмотки статора электродвигателя. Поэтому для работы с насосами такого типа (да и вообще с любыми насосами), мы рекомендуем устанавливать автомат защиты электродвигателя (мы рекомендуем автоматы фирмы ABB), который отключит питание мотора прежде, чем в нём начнутся необратимые деструктивные изменения. Надеемся, что этот краткий ликбез поможет Вам в выборе правильного насоса. И главное – не стесняйтесь обращаться за консультацией к специалистам Ампики.

Источник: https://www.ampika.ru/rabochie_kolesa.html

Рабочее колесо центробежного насоса — технический обзор типов. Жми!

Во многих отраслях промышленности, а также в сельском хозяйстве и в частном домовладении очень часто используется такой вид вспомогательного оборудования, как насосы.

Как правило, насосные агрегаты предназначены для перемещения жидкостей различных видов. Вот поэтому и неудивительно, что насосное оборудование имеет множество разновидностей, среди которых особое место занимают центробежные насосы.

Широкое применение в различных областях жизнедеятельности человека центробежные агрегаты заслужили благодаря своим эффективным характеристикам, которые заключаются в следующих моментах:

Для того, чтобы эффективно и правильно использовать центробежные насосы, прежде всего, необходимо знать, как устроен агрегат, а также из каких узлов он состоит. Основным конструктивным элементом насосного оборудования этого вида является рабочее колесо.

Содержание

• 1 Назначение и устройство

Назначение и устройство

Конструктивные элементы рабочего колеса. (Для увеличения нажмите)Рабочее колесо является важнейшим узлом в конструкции центробежного насоса.

Основное его назначение заключается в передаче энергии от вращающего вала к жидкости.

Иначе говоря, рабочее колесо является генератором центробежной силы, с помощью которой и создается давление, двигающее поток жидкости.

Как правило, рабочее колесо состоит из следующих основных элементов:

• передний или ведущий диск;
• задний или ведомый диск;
• крыльчатка, состоящая из лопастей, которые находятся между дисками.

Замечание специалиста: лопасти крыльчатки насоса, как правило, имеют изогнутость в сторону, которая противоположна направлению движения рабочего колеса.

Как функционирует

Принцип действия рабочего колеса заключается в следующих важных моментах:

При этом стоит отметить, что весь описанный процесс проходит циклично, что в свою очередь, способствует стабильной и бесперебойной работе всего центробежного насоса в целом.

Типы

На сегодняшний день существуют следующие варианты исполнения рабочих колес:

1. Отличительной особенностью открытого рабочего колеса является то, что оно имеет сравнительно небольшой коэффициент полезного действия, который в среднем составляет около 40%.

   И это отнюдь не недостаток, а скорей всего преимущество, которое заключается в том, что такой тип колес имеет высокий уровень износостойкости, а также эффективного может очищаться от различного рода засорений.

   Открытое колесо состоит из таких элементов:

   • единственный диск;
   • крыльчатка с лопастями, которая непосредственно находится на поверхности диска.

   Как правило, рабочие колеса этого типа применяются для перекачивания загрязненных или густых жидкостей.

2. Конструкция полузакрытых рабочих колес центробежного насоса состоит из следующих элементов:
   • диск, который расположен противоположно всасывающему входу;
   • лопастная крыльчатка на диске расположена таким образом, что непосредственно примыкает к корпусу центробежного насоса, имея при этом небольшой зазор.

   Рабочие колеса этого типа применяются в центробежных насосах, призванных перекачивать загрязненные и низкокислотные жидкости.

3. Отличительной особенностью конструкции закрытых рабочих колес является то, что лопасти крыльчатки, расположенные между двумя дисками, могут находиться под разными углами.

   Такое расположение лопастей способствует повышенному коэффициенту полезного действия всего насоса, что в свою очередь, делает центробежные агрегаты с таким типом рабочим колесом весьма востребованными.

   Стоит также знать о том, что закрытые колеса также различают в зависимости от способа их изготовления:

   Насосы с закрытым колесом могут применяться, как для перекачки чистых, так и загрязненных жидкостей.

Таким образом, мы подробно рассказали о типах рабочих колес, а также об их конструкции и применении. Надеемся, информация статьи окажется для вас достаточно полезной.

Смотрите интересное видео, демонстрирующее работу нового рабочего колеса центробежного насоса Grundfos:

Источник: https://septik.guru/vodoprovod/nasosyi/tsentrobezhnyiy/rabochee-koleso.html

Рабочее Колесо Центробежного Насоса Открытого Типа: Чертеж + Видео + Фото + Схема Разборки И Ремонта Своими Руками В Домашних Условиях

Фото центробежного насоса

Оборудование, с помощью которого накачивают воду, называется насосным, оно делится на несколько групп: объемные и динамические. В этой статье мы поговорим о динамических насосах, к которым относится центробежный агрегат, и что такое рабочее колесо центробежного насоса.

Центробежный насос: общее представление

Итак, что же такое центробежный насос? Как уже говорилось раньше, это оборудование, с помощью которого накачивается вода.
Как работает конструкция:

• Это происходит с помощью центробежной силы. Проще говоря, внутри насоса находится вода, которая с помощью лопастей и центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса.
• После чего вода под действием давления начинает поступать к напорному и всасывающему трубопроводу.

Таким образом, вода непрерывно начинает качаться. Чтобы лучше понять, каким образом это происходит, необходимо разобраться из чего состоит насос.

Для чего используется насос

В разрезе видно рабочее колесо и принцип работы агрегата в целом

Каким образом происходит накачивание воды через насос в теории уже понятно, а вот какие его части помогают в этом деле — нет.
Поговорим о том, из каких частей он состоит:

• Рабочее колесо центробежного насоса.
• Насосный вал, также важная его часть.
• Сальники.
• Подшипники.
• Корпус.
• Насосный аппарат.
• Уплотняющие кольца.

Примечание. Центробежные насосы используются не только для добычи воды, так же ими добывают химические жидкости, поэтому, составные насосов могут различаться в зависимости от способа их применения.

Рабочее колесо

Работа колеса центробежного насоса

Одна из важнейших деталей насоса это рабочее колесо, так как именно оно создает центробежную силу, вода под действием давления, начинает накачивать.
Итак, давайте подробнее разберем, из чего оно состоит, и как происходит его работа, оно состоит из:

• Переднего диска.
• Заднего диска.
• Лопасти, которые находятся между ними.
• Когда колесо начинает вращаться, вода, находящаяся внутри лопастей, тоже начинает свое вращение, из-за чего возникает центробежная сила, появляется давление, вода примыкает к периферии и ищет выход наружу.

Так как насосы качают не только воду, но и химические жидкости, поэтому рабочие колеса и корпус центробежного насоса изготавливаются из разнообразных материалов:

• Так, например, для работы с водой используется бронза или чугун.
• Для улучшения износостойкость при работе с водой, в которой содержатся механические примеси, можно использовать рабочее колесо сделанного из хромистого чугуна.

А если насос предназначен для работы с химикатами, необходимо использовать стальное рабочее колесо.

Характеристики рабочего колеса

Насос с открытым рабочим колесом

Ниже будет представлена таблица классификаций рабочих колес:

Классификация рабочего колеса центробежного насоса
Кол-во рабочих колес	Одноступенчатый насос Многоступенчатый насос
Ось	Вертикально Горизонтально
Давление	Низко, < 0,2 МПа Средне, 0,2 — 0,6 МПа Высоко, > 0,6 МПа
Подвод жидкости	односторонний двусторонний открытый закрытый
Способ разъема корпуса	горизонтально вертикально
Способ отвода жидкости
Быстроходность	тихоходный нормальный быстроходный
Назначение	водопровод канализация щелочь нефть другие
Соединение с двигателем
Расположен по отношению к воде	поверхностный глубинный погруженный

Причины поломок рабочего колеса

Зачастую основной причиной поломки рабочего колеса является кавитация, то есть — парообразование и образование пузырьков пара в жидкости, которое влечет за собой эрозию металла, так как в пузырьках жидкости имеется химическая агрессивность газа.
Основными причинами возникновения кавитации является:

• Высокая, более 60 градусов температура
• Не плотные соединения на всасывающем напоре.
• Большая протяженность и малый диаметр всасывающего напора.
• Засорение всасывающего напора.

Совет. Все эти факторы влекут за собой поломку рабочего колеса насоса, поэтому, нужно внимательно следить за соблюдением условий работы вашего оборудования. Ведь не зря для каждого вида техники существуют свои условия эксплуатации, которые созданы для большей износостойкости.

Признаки поломки рабочего колеса

Фото кавитации

Поломка рабочего колеса центробежного насоса может быть заметна не сразу, однако, есть общие признаки, которые указывают на то, что с вашей техникой что-то не так:

• Потрескивания при всасывании.
• Шумы.
• Вибрация.

Совет. Если вы заметили в работе своего насоса вышесказанные признаки, необходимо прекратить его работу. Так как кавитация уменьшает КПД насоса, его напор и соответственно производительность.

Более того, она влияет не только на работу колеса, но и на другие его детали. При длительном воздействии кавитации, детали становятся шероховатыми, и единственное что им поможет — это ремонт или покупка нового оборудования.

Ремонт рабочего колеса

Если рабочее колесо все же сломалось, или сломался насос, его можно отремонтировать своими руками.

Совет. Но, лучше обратиться в специализированный ремонт, так как для этого необходимы специальные инструменты.

Все же, вот небольшая инструкция, каким образом производится ремонт рабочих колес центробежного насоса самостоятельно.
Разборка:

• С помощью съемщика полумуфту.
• До упора разгрузочного диска подают ротор в ту сторону, где производится всасывание.
• Помечают положение стрелки сдвига оси.
• Разбирают подшипники.
• Вынимают вкладыши.
• С помощью специального съемщика вытаскивают разгрузочный диск.
• С помощью отжимный винтов поочередно, не допуская задания, снимают рабочее колесо с вала.

Ремонт рабочего колеса:

Как производится ремонт самостоятельно

Для того, чтобы произвести ремонт делается расчет рабочего колеса центробежного насоса.
Сталь:

• Если колесо стерлось, то сначала его направляют, после чего вытачивают на токарном станке.
• Если колесо сильно изношено, то его удаляют, а затем приваривают новое.

Чугун:

• Чугунные колеса, как правило, просто меняют, если можно обойтись заточкой, то необходимые места заливают медью, а потом протачивают.

После того как колесо отремонтировано или заменено, насос собирают обратно:

• Протирают делать центробежного насоса.
• Проверяют наличие заусенцев и забоин, если он есть, их устраняют.
• Рабочее колесо собирают на валу.
• Возвращают разгрузочный диск.
• Устанавливают мягкую набивку сальников.
• Заворачивают гайки.
• Обкатывают сальник.
• До упора разгрузочного диска в пятку подают ротор.

Для большего понимания процесса ремонта вы можете посмотреть видео в этой статье.

Цены

Цена на рабочее колесо в разных магазинах своя, все зависит от материала самого насоса. Начальная стоимость 1800 рублей, конечная — 49 т.р. Все зависит от того, какой у вас центробежный косо, для чего вы его используете, и какого он размера, а также, сколько в нем колес.

Поэтому, для того чтобы избежать расходов за ремонт, необходимо внимательно следить за его работой.

А также, при возникновении каких-либо признаков, указывающих на его неисправность, не нужно использовать его до того момента, пока он не прекратит работу, его следует отнести специалисту, который заменит или отремонтирует вам те детали, которые подверглись поломке.

Источник: https://parnik-teplitsa.ru/koleso-rabochee-centrobezhnogo-nasosa-288

Рабочее Колесо Центробежного Насоса: Устройство, Ремонт | Мой колодец

Рабочие колеса центробежных насосов

Рабочее колесо центробежного насоса является основной деталью устройства. Это элемент, который преобразует энергию вращения, в давление в корпусе, где перекачивается жидкость.
Какая роль рабочего колеса в центробежном насосе, как правильно его рассчитать и заменить в устройстве своими руками предлагает познакомиться эта статья.

Как работает центробежный насос

Центробежный насос. Разрез

Внутри корпуса насоса, имеющего форму спирали, на валу жестко крепится рабочее колесо, состоящее из двух дисков:

• Заднего.
• Переднего.
• Лопастей, между дисками.

От радиального направления лопасти отогнуты в противоположную от вращения колеса сторону. Корпус насоса, с помощью патрубков, соединяется с напорным и всасывающим трубопроводами.

При полном наполнении жидкостью корпуса насоса из всасывающего трубопровода, при вращении рабочего колеса от электродвигателя, жидкость, находящаяся между лопастями, в каналах рабочего колеса, от центра, под действием на нее центробежной силы, отбрасывается к периферии.

В этом случае создается разрежение в центральной части колеса, а на периферии давление повышается.
При повышении давления жидкость начнет из насоса поступать в напорный трубопровод. Это вызовет образование разрежения внутри корпуса.

Под его действием жидкость начнет одновременно поступать из всасывающего трубопровода в насос. Так жидкость непрерывно подается центробежным насосом в напорный трубопровод из всасывающего.

Центробежные насосы бывают:

• Одноступенчатые, у который одно рабочее колесо.
• Многоступенчатые, имеют несколько рабочих колес.

При этом принцип работы во всех случаях одинаков. Жидкость, под действием на нее центробежной силы, развивающейся за счет вращающегося рабочего колеса, начинает движение.

Как классифицируются центробежные насосы

Инструкция по классификации центробежных насосов включает:

• Количество ступеней или рабочих колес:

1. одноступенчатые насосы;
2. многоступенчатые, с несколькими колесами.

• Расположение оси колес в пространстве:

1. горизонтальное;
2. вертикальное.

1. низкое давление, до 0,2 МПа;
2. среднее, от 0,2 до 0,6 МПа;
3. высокое, более 0,6 МПа.

• Способ подвода жидкости к рабочему элементу:

1. с односторонним входом;
2. двухсторонним входом или двойным всасыванием;
3. закрытые;
4. полузакрытые.

1. горизонтальный;
2. вертикальный разъем.

• Способ отвода жидкости из рабочей зоны в канал корпуса:

1. спиральный. Здесь жидкость сразу отводится в спиральный канал;
2. лопаточный. В этом случае жидкость проходит сначала через специальное устройство, которое называется направляющим аппаратом и представляет собой неподвижное колесо с лопатками.

• Коэффициент быстроходности:

1. тихоходные насосы;
2. нормальные;
3. быстроходные.

• Функциональное назначение:

1. для водопроводов;
2. канализации;
3. щелочные;
4. нефтяные;
5. терморегулирующие и многие другие.

• Способ соединения с двигателем:

1. приводные, в системе имеются редуктор или шкив;
2. соединение с электродвигателем при помощи муфты.

• КПД насоса.
• Способ расположения насоса по отношению к поверхности воды:

1. поверхностные;
2. глубинные;
3. погружные.

Совет: Своевременная замена изношенного рабочего колеса, увеличит срок эксплуатации центробежного насоса.

Рабочее колесо преобразует энергию вращения вала в давление, которое создается внутри корпуса устройства, где перекачивается жидкость.

Гидродинамический расчет рабочего колеса центробежного насоса по заданным требованиям производится для определения размера проточной или внутренней и внешней части колеса, формы и количество лопаток.

Подробно как выполняется расчет элемента можно узнать на видео в этой статье.

Форма колеса и его конструктивные размеры обеспечивают элементу необходимую механическую прочность и технологичность изготовления:

• Возможность получить качественную отливку.
• Обеспечить дальнейшее соблюдение техпроцесса механической обработки.

При выборе материала к нему должны предъявляться такие требования:

• Стойкость к действию коррозии.
• Химическая стойкость к воздействию элементов прокачиваемой жидкости.
• Стойкость к требуемому режиму работы устройства.
• Длительный срок эксплуатации, согласно паспортным характеристикам.

Чаще всего для изготовления рабочего колеса берется чугун марок СЧ20 – СЧ40.

При работе с вредными химическими веществами и коррозионно-агрессивными средами, рабочее колесо и корпус центробежного насоса изготавливаются из нержавеющей стали.

Для работы устройства в напряженных режимах, которые включают: длительный срок включения; жидкость для перекачивания содержит механические примеси; высокий напор, для изготовления колес берется хромистый чугун ИЧХ, как показано на фото.

Чугунное рабочее колесо насоса

Как выполнить обточку рабочего колеса

При эксплуатации, иногда, приходится к конкретным условиям приспосабливать характеристики насосов. В этом случае лучше всего уменьшить наружный диаметр D2 колеса сделав его подрезку. (рис. 1) .

Центробежный

Осевой

Рис. 1. Схемы доработки рабочего колеса устройства
а) центробежного
б) осевого

При подрезке рабочих элементов центробежных насосов перемену параметров насоса приближенно можно рассчитать по уравнениям подобия:

• где Q — номинальные подача;
• H – напор;
• N – мощность;
• D2 — наружный диаметр (до обрезки колеса);
• Q’, H’, N’, D’2 те же обозначения, после обрезки.

На рис. 2 указаны рабочие размеры колеса после окончания его обточки. Как видно, после этого процесса существенно расширяется подача и напор для насосов этого типа.

Рис. 2 Величины характеристик насоса с сети после подрезки элемента

На КПД практически не сказывается уменьшение диаметра от первоначального на 10…15 % для устройств с ns = 60…120. При более повышении ns снижение КПД будет существенным, что видно по рис. 3.

Рис. 3. Влияние обрезки рабочего колеса на коэффициент быстроходности

Как изменяются параметры при подрезке элемента для осевых насосов можно рассчитать по формулам:

• где Q — номинальные подача;
• H – напор;
• D2 — наружный диаметр элемента;
• d  — диаметр втулки (до обрезки колеса);
• Q’, H’, D’2 —  те же обозначения, после обрезки.

Подачу осевого насоса уменьшить можно и заменой рабочего колеса другим, с теми же лопатками и большим диаметром втулки. В этом случае напорная характеристика насоса пересчитывается по формулам: где d’ — больший диаметр втулки.
У центробежных насосов(см.Центробежный насос для колодца или другой: выбираем) обрезку элемента можно выполнять по ширине (рис. 4).

Рис. 4. Подрезка колеса насоса по ширине

Здесь напор сохраняется постоянной величиной, а подача пропорционально снижается с уменьшением ширины лопатки.
Предлагается еще вид доработки рабочего элемента насоса лишь по лопаткам. В этом случае выходная кромка детали стачивается по длине, что увеличивает выходную площадь каналов рабочего элемента по периферии (рис. 5).

Рис. 5. Схема изменения лопаток рабочего колеса насоса

Совет: При выполнении таких операций цена центробежного насоса будет значительно снижена, чем при покупке нового устройства.

Использование центробежных насосов в исправном состоянии увеличивает их срок эксплуатации, что значительно снижает затраты при перекачке жидкости.

Источник: https://moikolodets.ru/koleso-rabochee-centrobezhnogo-nasosa-365

Рабочее колесо центробежного насоса: обточка, типы

Насосы уже давно вошли в нашу жизнь, причем отказ от них не представляется возможным в большинстве отраслей. Существует большое количество разновидностей этих устройств: у каждого свои особенности, конструкция, назначение и возможности.

Наиболее распространенные — центробежные — агрегаты оснащены рабочим колесом, которое является главной деталью, передающей энергию, поступающую от двигателя. Диаметр (внутренний и наружный), форма лопаток, ширина колеса – все эти данные являются расчетными.

Типы и особенности

Большинство насосов осуществляют свою работу с использованием одного или нескольких зубчатых или плоских колес. Передача движения происходит за счет вращения по змеевику или трубе, после чего жидкость выдается в отопительную или водопроводную систему.

Можно выделить такие типы рабочих колес центробежных насосов:

• Открытые – обладают низкой производительностью: КПД составляет до 40 процентов. Конечно, некоторые землесосные снаряды до сих пор используют такие агрегаты. Ведь они обладают высокой стойкостью к засорению, при этом их легко защитить, используя стальные накладки. Добавляется к этому еще и упрощенный ремонт рабочих колес насосов.
• Полузакрытые – используются для перекачки или передачи жидкости с низкой кислотностью и содержанием небольшого количества абразива в крупных грунтовых агрегатах. Такие элементы оснащены диском со стороны, противоположной всасыванию.
• Закрытые – современный и наиболее оптимальный вид насосов. Используется для подачи или перекачки сточных или чистых вод, продуктов нефтепереработки. Особенность такого типа колес в том, что на них может быть разное количество лопаток, находящихся под разными углами. Такие элементы имеют самый высокий КПД, этим и объясняется высокая востребованность. Колеса сложнее защитить от износа и ремонтировать, однако они имеют высокую прочность.

Чтобы было удобнее выбирать и различать, на каждом насосе имеется маркировка, позволяющая правильно подобрать для него рабочее колесо. Во многом тип определяется объемом передаваемых жидкостей, при этом используются и разные двигатели.

Что касается количества рабочих лопаток в колесе, то это число колеблется от двух до пяти, реже используется шесть штук. Иногда на внешней части дисков закрытых колес делаются выступы, которые могут быть радиальными или повторяющими очертания лопаток.

Рабочее колесо насоса зачастую производится цельнолитым. Хотя, например, в Соединенных Штатах этот элемент крупного грунтового агрегата делается сварным из литых составляющих. Иногда рабочие колеса изготавливаются с отъемной ступицей, создаваемой из мягкого материала.

В этом элементе может быть сквозное отверстие для обработки.

При конической посадке высокая точность обработки не требуется. Важно лишь соблюсти конусность, которая в основном находится в границах от 1:10 до 1:20.

Но есть и недостаток такого подхода в закреплении: отмечается значительное биение колеса, что вызывает повышенный износ, особенно при сальниковом уплотнении. При этом положение колеса относительно улитки в продольном направлении является менее точным – еще один минус.

Хотя, конечно, некоторые конструкции позволяют устранить этот недостаток путем перемещения вала в продольном направлении.

Современные землесосы все чаще использует другой вид фиксации рабочего колеса с валом – винтовой. Конечно, есть определенные сложности в создании, однако эксплуатация намного упрощается.

Такое решение применяется в крупных грунтовых насосах серии Гр (отечественного производства), а также в агрегатах американского и голландского происхождения.

На рабочее колесо центробежного насоса действуют большие силы – результат:

• изменения давления на зону колеса против ступицы;
• изменения направления потока внутри колеса;
• разности давлений на задний и передний диски.

Если в ступице есть сквозные отверстия, осевая сила больше всего воздействует на хвостовик вала. Если же отверстия несквозные, сила направлена больше на болты, которые используются для фиксации с кольцом валом.

Далее рассмотрим типы колес, которые используются на основных видах насоса:

• Вихревые и центробежно-вихревые насосы. Колесо центробежного насоса – диск с радиально расположенными лопатками, число которых находится в пределах 48-50 штук, имеющий высверленные отверстия. Рабочего колесо может изменять направление вращения, однако при этом требуется изменение назначения патрубков.
• Лабиринтные насосы. По принципу действия такие агрегаты схожи с вихревыми. В этом случае рабочее колесо изготавливается в виде цилиндра. На внутренней и внешней поверхности имеются винтовые каналы противоположного направления. Между гильзой корпуса и колесом есть зазор в размере 0,3-0,4 мм. Когда колесо вращается, с гребня канала образуются вихри.

Обточка колеса

Обточка рабочего колеса центробежного насоса позволяет уменьшить диаметр для снижения напора, при этом эффективность гидравлики насоса не ухудшается. При малом снижении КПД довольно существенно увеличивается подача и напор.

Обточка применяется тогда, когда характеристика насоса не отвечает текущим условиям функционирования в определенных пределах, при этом параметры системы остаются неизменными, а выбрать агрегат по каталогу не удается.

Количество обточек, которые создаются производителем, не превышает двух.

Размер обточки находится в диапазоне 8-15% от диаметра колеса.  И только в крайних случаях этот показатель может быть увеличен до двадцати.

В турбинных насосах обтачиваются лопатки, а в спиральных – еще и диски колеса. Данные производительности, напора, мощности и коэффициента быстроходности при процедуре определяются так:

• G2 = G1D2/D1;
• H2 = H1(D2/D1)2;
• N2 = N1(D2/D1)3;
• ns2 = ns1D1/D2 ,

где индексами обозначены данные до (1) и после (2) обточки.

При этом происходят такие изменения в зависимости от изменения коэффициента быстроходности колеса: 60-120; 120-200; 200-300:

• снижение КПД на каждые десять процентов обточки: 1-1,5; 1,5-2, 2-2,5 процентов;
• уменьшение нормального диаметра колеса: 15-20; 11-15; 7-11 процентов.

Расчет колеса центробежного насоса позволяет определить коэффициент быстроходности по формуле:

1. (√Q0  / i) / (H0 / j)¾.
2. ns = 3.65 n * (результат первого пункта). 

где j – число ступеней; i – коэффициент, зависящий от вида рабочего колеса (с двухсторонним входом жидкости – 2, с односторонним входом жидкости — 1); H0 – оптимальный напор, м; Q0 – оптимальная подача, м3/с; n – частота вращения вала, об/мин.

Расчет рабочего колеса центробежного насоса выполнять самостоятельно не рекомендуется — работа это ответственная и требует внимания специалистов.

Ремонт и замена

При некачественно изготовленном элементе создается неравномерная нагрузка, что провоцирует нарушение равновесия проточных частей. А это, в свою очередь, приводит к дисбалансу ротора. Если возникла подобная проблема, необходима замена рабочего колеса.

Эта процедура включает такие действия:

1. Разборка насосной части.
2. Выпрессовка, замена колеса или нескольких колес (в зависимости от конструкции).
3. Проверка остальных элементов насоса.
4. Сборка агрегата.
5. Тестирование характеристик устройства при нагрузке.

Процедура ремонта элемента может стоить от 2000 рублей. Купить рабочее колесо центробежного насоса можно от 500 рублей — само собой, за самый небольшой вариант.

Устройство в работе (видео)

Источник: https://HomeBuild2.ru/nasosy/rabochee-koleso.html

2. Расчет параметров центробежного насоса и характеристик рабочего колеса

2. 1 Параметры насоса

Подача
конденсатного насоса определяется
следующим образом:

, ;

Напор
конденсатного насоса рассчитывается
по формуле для схемы с деаэратором:

, ;

Напор конденсатного
насоса рассчитывается по формуле для
схемы без деаэратора:

, ;

Члены, входящие в
данные формулы:

,
где — плотность перекачиваемой жидкости;

,
где —
коэффициент гидравлического сопротивления;

—
число Рейнольдса; в свою очередь скорость
жидкости выражается как:

, ;

В зависимости от
полученного значения числа Рейнольдса
рассчитываем коэффициент гидравлического
сопротивления по следующим формулам:

а)
При значении числа — ламинарный режим течения:

б)
При значении числа
— турбулентный режим течения:

—
для гладких труб

—
для шероховатых
труб, где

—
эквивалентный диаметр

в)
При значении числа —
область гидравлически гладких труб:

Расчет

ведется по формуле Кольбрука:

;

, – скорость
перекачиваемой жидкости;

Подача
питательного насоса определяется
следующим образом:

, ;

Напор питательного
насоса рассчитывается по формуле для
схемы с деаэратором:

, ;

Напор
питательного насоса рассчитывается по
формуле для схемы без деаэратора:

, ;

2. 2 Параметры ступени

Многоколёсные
центробежные насосы выполняют с
последовательным (см. рис.5а) или
параллельным (см. рис.5б) соединением
рабочих колёс.

Насосы
с последовательным соединением рабочих
колёс называются многоступенчатыми.
Напор такого насоса равен сумме напоров
отдельных ступеней, а подача насоса
равна подаче одной ступени:

; ;

где
–
число ступеней;

, ;

Насосы
с параллельным соединением колёс принято
считать многопоточными.
Напор такого насоса равен напору одной
ступени, а подача равна сумме подач
отдельных элементарных насосов:

; ;

где

— число
потоков (для судовых насосов принимается
не более двух).

Определяем
критический
кавитационный запас энергии
без
деаэратора

для
питательного насоса:

;

для конденсатного
насоса:

;

Критический
кавитационных запас энергии с
деаэратором

для питательного
насоса:

;

для конденсатного
насоса:

;

где — давление насыщения жидкости при
заданной температуре;
— гидропотери всасывающего трубопровода;
— коэффициент
запаса,
который принимается .

;

;

—
коэффициент, зависящий от быстроходности
насоса (см. рис.7);

или

— соответственно
для холодной пресной и морской воды;

Коэффициент
запаса
подбирается так,
что составляющие в его произведении
удовлетворяли графическим зависимостям и.
Полученное значение данного коэффициента
будет уточнено при нахождении расчетного
соотношения далее по предложенной
методике.

(Отметим, что предложенные на
рисунках 6 и 7 графические зависимости
относятся к питательным насосам, так
что при невыполнении поставленных
условий для питательных насосов допускаем
увеличение конечного граничного
значения коэффициента запаса до значения, которое
бы удовлетворяло и ).

Далее
определим максимально допустимую
частоту вращения рабочего колеса:

,
где

—
кавитационный коэффициент быстроходности,
который выбирается исходя из назначения
насоса:

—
для
напорно-пожарного насоса;

-для
питательного насоса;

—
для питательного насоса с бустерной
ступенью;

—
для
конденсатного насоса;

—
для
насоса с предвключенным осевым колесом;

Определим
рабочую частоту вращения колеса насоса:

,
где

—
коэффициент
быстроходности,
принимающий следующие значения:

—
для
напорно-пожарного насоса;

—
для
питательного насоса с бустерной ступенью;

—
для
питательного насоса;

—
для
конденсатного насоса;

Условие
правильного выбора коэффициента
быстроходности: согласование
частот вращения по неравенству
(причем
не
следует брать меньше 50).

Расчетная
подача
колеса может быть найдена по выражению:

,
где —
объёмный КПД, который находится как:

,
где

—
учитывает протечку жидкости через
переднее уплотнение;

Теоретический
напор
находится по формуле:

,

где
— гидравлический
КПД, который
определяется как:

,
где

—
приведенный диаметр входа в рабочее
колесо; принимается(см. рис.8).
Гидравлические потери возникают из-за
наличия трения в каналах проточной
части.

Механический
КПД
найдем по формуле

,

где
учитывает потери
энергии на трение наружной поверхности
колеса о перекачиваемую жидкость
(дисковое трение):

;

—
учитывает потери энергии на трение в
подшипниках и сальниковых устройствах
насоса.

Общий
КПД насоса
определяется как:

;

КПД судовых
центробежных насосов лежит в пределах
от 0,55 до 0,75.

Потребляемая
мощность
насоса и максимальная
мощность
при перегрузках соответственно
определяются как:

;

;

Источник: https://StudFiles.net/preview/5582717/page:4/

ПОИСК

    Регулирование изменением диаметра рабочего колеса. При продолжительном изменении режима в сторону уменьшения подачи следует иметь два комплекта рабочих колес (один комплект, соответствующий максимальному режиму, другой — минимальному) и производить замену рабочих колес насоса для соответствующих условий работы.

На практике все большее применение находит метод регулирования параметров насосов путем обточки рабочих колес. При этом способе регулирования работы центробежных насосов, имеющих направляющий аппарат, срезают только лопатки, а в насосах спирального типа обтачивают рабочее колесо по наружному диаметру.

В этом случае характеристики насосов изменяются в соответствии с формулами [c.60]
    Регулирование подачи и напора иасоса путем изменения характеристики насоса. Если требуется изменить характеристику центробежного насоса на длительный период, то можно прибегнуть к обточке рабочего колеса.

При постоянной частоте вращения характеристики насоса с обточенным по наружному диаметру колесом можно ориентировочно рассчитать по формулам  [c.128]     ИЗМЕНЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАСОСА ПРИ ОБТОЧКЕ КОЛЕСА [c.66]

    Изменения характеристики насоса можно достигнуть уменьшением диаметра рабочего колеса путем его обточки.

    В тех случаях, когда характеристика насоса не соответствует заданным условиям работы в относительно небольших пределах, а параметры системы практически постоянны, прибегают к изменению характеристики путем обточки рабочих колес насоса по внешнему диаметру.

Этот прием относится к изменению подачи насоса на определенный, достаточно длительный период его работы. Характеристики насоса с обточенными колесами можно получить, пользуясь формулами пересчета (1.43) — (1.45). Обычно заводы-изготовители дают характеристики насосов с несколькими значениями диаметра рабочего колеса.

В этом случае промежуточные характеристики можно получить путем пересчета ближайшей заводской характеристики. [c.62]

    С учетом обточки рабочего колеса каждый типоразмер насоса имеет несколько (две или три) смещенных по высоте напорно-расходных характеристик.

Если брать только их рекомендуемые области использования, то можно считать, что каждый типоразмер насоса в поле Q — Н покрывает некоторую область, ограниченную криволинейным четырехугольником, который для насоса 12Д-9 (рис. 13-3) показан на рис. 13-4.

Аналогичную форму имеют области использования осевых и диагональных насосов с учетом диапазона изменения угла лопастей рабочего колеса ф (см. рис. 12-2). [c.240]

    Характеристика насоса 4Н-5 X 8с приведена на рис. 295. При этом следует иметь в виду, что изменение параметров насоса достигается уменьшением рабочего колеса обточкой его по наружному диаметру Л2. Этот способ применяется для насосов с приводом от электродвигателей, имеющих [c.281]

    Спиральные насосы допускают в широком диапазоне изменение характеристик нри постоянном числе оборото л путем уменьшения рабочих колес (т.е. обточкой по наружному диаметру). [c.198]

    Преобразовать характеристику Н — Q насоса можно следующими способами изменением частоты вращения насоса обточкой рабочего колеса (изменением его наружного диаметра). [c.123]

    Насосы спирального типа допускают в широком диапазоне изменение характеристик при постоянном числе оборотов путем уменьшения рабочих колес (т. е. обточкой по наружному диаметру). [c.189]

    Более полного соответствия параметров притока сточных вод и откачки их насосами можно достичь в результате изменения характеристик центробежных насосов путем изменения частоты вращения или обточки колес насосов. [c.293]

    Обточка рабочих колес. Привод с переменной частотой вращения (турбины, ДВС) центробежные насосы имеют довольно редко. Чаще всего для привода этих насосов используют электродвигатели с синхронной частотой вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин. Для изменения характеристики центробежного насоса в этом случае применяют обточку рабочих колес.

Среди режимов течения жидкости в обточенном и необто-ченном колесах имеются такие, при которых угол входа в спираль одинаковый и, следовательно, характер течения в спирали почти аналогичный. Это условие обеспечивает приблизительное равенство к. п. д. для обоих колес и подобие треугольников скоростей, поскольку угол Рзл можно считать практически неизменным (рис. 11.4, а).

 [c.140]

    В [4] рекомендуется рассчитывать характеристики также по зависимостям (6.

2), но при этом обточку рекомендуется Проводить не до О2, а меньше на А/) =/С (1>2 — 2), где К — некоторый коэффициент, зависящий от л (берется, в диапазоне зца-чений 0,6—0,8).

При изменении ширины выхода рабочего колеса для определения характеристик насоса рекомендуются следующие зависимости [ 1 ]  [c.237]

Источник: https://www.chem21.info/info/1641084/

Рабочие колеса к насосам ЦНС. Каталог

11 Сен 2015

Сентябрь 11, 2015

Наиболее частой замене среди всех запчастей к насосам ЦНС подлежат крыльчатки. Рабочее колесо насоса ЦНС – динамическая запчасть, находится в постоянном контакте с жидкостью и больше всего подвержена выработке и частой замене.

Технические характеристики рабочих колес ЦНС

Технические характеристики крыльчаток ЦНС можно разделить на 6 групп по сериям насосов: ЦНС 13, — 38, — 60, — 105, -180, — 300. Колеса первой ступени нередко шире крыльчаток последующих ступеней и идут с другими номерами чертежей.

Таблица

Подробная информация о рабочих колесах секционных насосов: количество лопаток, внутренний и внешний диаметр, вес и номера чертежей. Размеры в таблице стандартные. Но перед заменой их обязательно нужно сверять. «СЛЭМЗ» производит крыльчатки по любым чертежам и эскизам.

Серия насоса ЦНС	Диаметр внешний, мм	Диаметр внутренний, мм	Диаметр посадочного места под вал, мм	Кол-во лопаток	Вес, кг
ЦНС 13 (2МС-10)	170	71	35	6	2,27
ЦНС 38 (3МС-10)	151	71	35	5	2,5
ЦНС 60 (4МС-10)	178	80	55	6	3
ЦНС 105 (5МС-10)	225	95	55	5	6
ЦНС 180 (6МС-7)	370	105	80	8	12
ЦНС 300 (8МС-7)	405	260	100	7	21,5

Конструкция и материалы

Крыльчатка ЦНС имеет литую конструкцию. Материалы изготовления – серый чугун СЧ-20, реже – обычная, нержавеющая сталь (20Х1 3Л), углеродистая сталь (25Л). Еще реже льются из бронзы (Бр.ОЦ10-2, Бр.ОФ10-1)

Отличия в чертежах

Все рабочие колеса к насосам ЦНС отличаются по чертежам в зависимости от завода-изготовителя и года выпуска насоса (модификации):

1. Ясногорские
2. Пинские
3. Украинские

Перед заменой и заказом нужно сверить размеры (ширину, внешний и посадочный диаметр).

«Слобожанский завод» произведет рабочие колеса насосов ЦНС по любым чертежам. Все что Вам нужно — сообщить нам основные 3 параметра запчасти.

Каталог рабочих колес к насосам ЦНС:

Все рабочие колеса и другие детали насоса ЦНС изготовлены по ГОСТАМ из высококачественных материалов. На склад попадает только прошедшая строгий ОТК запчасть. Мы не экономим на качестве и предлагаем честную цену.

Источник: https://www.nasos-detal.com.ua/rabochie-kolesa-k-nasosam-tsns/