Вихревой насос: устройство, характеристика, принцип действия, отзывы

Насосное оборудование широко применяется для перекачивания воды из рек, водоемов, озер и стационарных искусственных емкостей. Выполнять подобные задачи могут и погружные, и поверхностные модели в разных вариациях. Отдельную и популярную группу представляют вихревые насосы, особенностью которых является способность перекачивать небольшие объемы воды с поддержкой высокого напора.

Конструкция агрегата

Принцип работы вихревого насоса

В широком смысле вихревые модели насосов представляют собой гидравлическое оборудование, преобразовывающее механическую приводную энергию в силу. Генерируемое усилие обеспечивает движение жидкостных потоков. Типовой состав конструкции таких агрегатов формируется насосной частью, электродвигателем (как правило, асинхронным), блоком запуска, группой заливных и выпускных отверстий, крепежной инфраструктурой и т. д.

Ключевым элементом в устройстве вихревых насосов является рабочее колесо, обеспеченное лопастями и размещенное на валу. За счет его движения и выполняется основное усилие, требуемое для циркуляции воды. К слову, для определения направления вращения колеса следует обратить внимание на маркировку. Обычно прямо на корпусе стрелкой указывается, в какую сторону производится вращение.

Сам же корпус выполняется из высокопрочной нержавеющей стали. В отличие от многих других видов насосов, пластик в данном случае практически не используется. Минимальный класс изоляционной защиты вихревых моделей редко соответствует уровню менее IP44.

Устройство вихревого насоса

Принцип работы

По характеру рабочего действия такое оборудование часто сравнивают с центробежными или осевыми насосами. Отчасти это сравнение оправдано, но есть и существенная разница, выражаемая в способе перекачивания жидкости. В вихревой конструкции происходит вращение колеса вместе с водой. Потоки направляются и выпускаются из кожуха к рабочему колесу по касательной. Само по себе усилие действительно является центробежным, но не только. Имеет свои особенности принцип действия вихревых насосов на всасывающем моменте, когда включается сила пазов, размещенных между лопастными элементами рабочего колеса.

Сначала под действием центробежной силы жидкость направляется к лопастям, а затем возникает разряжение в пазах, что способствует образованию всасывающего давления. Когда баланс сил восстановится, начинается новый цикл вращения. То есть каждая лопасть в свой момент активности формирует вихрь, который в свою очередь оказывает давление на контур перемещения воды.

Вихревой насос "Грундфос"

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.

Технико-функциональные особенности

Корпус вихревого насоса

Современным функционалом устройство вихревых моделей насосного оборудования тоже особенно не балует. Технологичная автоматика управления встречается редко и только в премиальных сериях производства уровня «Грундфос» и «Марина-Сперони», однако даже бюджетные производители, наподобие отечественной фирмы «Калибр», стремятся максимально расширять базовые конструкционные возможности своей продукции в этом сегменте. Например, можно отметить пользу от встроенного эжектора, который увеличивает глубину всасывания.

Появляются у вихревых насосов и регуляционные способности, благодаря которым механика находит оптимальное сочетание между показателями давления и частотой работы колеса. Из предохранительных устройств можно отметить наличие кожухов для защиты внутренних деталей, а также развитые системы наружного принудительного охлаждения. При этом существенным недостатком многих конструкций является отсутствие автоматической защиты в случае холостого хода, то есть функции отключения при вредной работе «на сухую», без воды.

Разновидности насосов

Эксплуатация вихревого насоса

В основном различают закрыто- и открыто-вихревые модели, имеющие по большей части конструкционные противоречия. В закрытых системах присутствуют более короткие лопасти, причем установленные под небольшим углом, что увеличивает частоту хода. Толщина колеса при этом соответствует просвету рабочего канала, у которого предусматривается прямое соединение с выходными и входными патрубками. Что касается открыто-вихревого насоса для воды, то его конструкция имеет следующие принципиальные отличия:

  • Удлиненные лопасти рабочего колеса, что повышает производительность с расходами энергии, а также дает более высокую нагрузку на станину.
  • Кольцевой канал соединяется с напорным входом.
  • Оптимизированная конструкция рабочего колеса, диаметр которого имеет меньшую величину по сравнению с просветом рабочего канала.

В целом конструкция открытой системы более износостойка и надежна, но эти преимущества достигаются во многом и за счет увеличения размеров корпуса с утолщением его стен.

Правила эксплуатации

Описываемый агрегат устанавливается на твердую поверхность строго по горизонтали и, по возможности, ближе к источнику водозабора. На случай вибраций желательно также закрепить конструкцию металлическим каркасом или рамами на болтах. К сети насос подключается через блок предохранителя УЗО. Заземление можно обеспечить стальным проводом толщиной порядка 6 мм. При этом один его конец крепится к корпусу, а другой - к заземлителю в виде металлической трубы от колодца или любого сооружения, ведущего в грунт.

Далее можно приступать к непосредственной эксплуатации вихревого насоса, проверив его герметичность 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.

Обслуживание вихревого насоса

Техническое обслуживание агрегата

После первых часов функционирования необходимо провести профилактический осмотр насоса. Далее подобные ревизии необходимо выполнять через каждые 100 ч, как рекомендуют изготовители. Не эксплуатируемые агрегаты также должны подвергаться проверкам каждый квартал. 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 %. Это же правило относится и к штатному эксплуатационному процессу.

Отзывы пользователей

Пользователи вихревого насосного оборудования относят к плюсам оборудования эффективное всасывание при высоком давлении. Опять же, при малых объемах перекачивания агрегат способен выдавать немалое усилие для поддержания напора, но производительность все же остается одним из главных предметов критики таких агрегатов.

Закономерно в отзывах о вихревом насосе многие указывают на достоинства простой конструкции с облегченными мероприятиями по техобслуживанию и ремонту. Это же обуславливает и допустимость перекачивания некоторых проблемных сред, в числе которых загазованная вода. Если же возвращаться к недостаткам, то еще один неприятный эксплуатационный фактор многие пользователи связывают с ограниченными возможностями управления – преимущественно используется механика с ручными органами контроля без электронной поддержки.

Заключение

Конструкция вихревого насоса

С учетом всех достоинств, недостатков и в целом специфики конструкционного устройства, можно сказать, что вихревой насос себя оправдывает в составе домашней водоснабжающей инфраструктуры. Его можно использовать и для перекачивания питьевой воды, при наличии соответствующей фильтрации, и в системе дачного полива с другими хозяйственными нуждами, требующими регулярной поставки жидкости.

В каждом случае агрегат с большей вероятностью справится со своими задачами, но если речь идет о сложных многоуровневых схемах перекачивания с поддержкой автономного управления, то лучше отдать предпочтение полноценной насосной станции.