Вихревой насос — что это

Вихревые насосы получили широкое распространение в системах водоснабжения. Их использование оказывается эффективным, когда требуется перекачка сравнительно небольших объемов чистой воды или топлива при достаточно высоком напоре в выходном патрубке. 

Что такое вихревой насос, какие виды этого оборудования существуют — в этой статье.

Конструкция и принцип работы

Рассмотрим, из чего состоит вихревой насос и чем отличается от близкого по конструкции центробежного. Внешне эти агрегаты отличить сможет только профессионал. Поскольку разница между ними скрыта за стенками непрозрачной камеры.

Как и у центробежных агрегатов, у вихревых основным элементом является рабочее колесо. Располагается оно в корпусе перпендикулярно входящему потоку жидкости. Приводится в движение с помощью вала, связанного с электромотором напрямую или с помощью ременной передачи.

Основное отличие рабочего колеса, установленного в вихревой насос, это форма лопастей и их расположение. В этих агрегатах они выполнены только по краю и имеют ровные ребра. Работают они в специально выполненном в корпусе концентрическом канале.

Что значит название вихревой насос

Разберемся, что значит название «вихревой насос», и чем оно обусловлено. Конструкция этого агрегата позволяет образовывать завихрения и области низкого давления, увлекающие жидкость и направляя ее с высоким напором к выходному патрубку. Что ведет к удлинению пути воды внутри канала. При этом на всем его протяжении ей передается кинетическая энергия.

Образование вихрей позволяет значительно ускорять перекачиваемую среду. Но при этом возникают потери энергии, не приводящие к решению основной задачи агрегата — транспортировке объема жидкости. Поэтому насос вихревого типа имеет КПД не выше 45%.

При перекачке значительных объемов жидкости такой агрегат проиграет по скорости перекачки центробежному со сравнимой мощностью силовой установки и размером крыльчатки. Поэтому характеристики вихревого насоса не позволяют изготовить эффективный агрегат с электродвигателем более 30 кВт. Дальнейшее увеличение мощности повлечет за собой значительные потери. Что делает его экономически невыгодным.

Конструктивные особенности и преимущества

Но основное преимущество вихревого насоса — крыльчатка особой формы, позволяет ему эффективно работать с газожидкостными смесями. Такие агрегаты без труда перекачивают воду с большим содержанием воздуха. Обладают хорошими характеристиками в части самовсасывания. Совокупность этих свойств позволяют использовать насосы для перекачки топлива, в скважинных насосных станциях.

Второе следствие формы крыльчатки — возможность разгонять жидкость до высоких скоростей. Что позволяет вихревым моделям иметь напор до 190 метров. Скорость перекачивания жидкости при этом не превышает 10 л/с. 

Конструктивной особенностью является невозможность перекачки сред с твердыми абразивными включениями. Эти частицы могут нанести серьезные повреждения камере и нарушить работу агрегата. Поэтому при установке в системах полива необходимо использовать механические фильтры. Они позволят удалить из жидкости абразивные частицы крупнее 0,05 мм в поперечнике.

Чтобы совместить преимущества насосов обоих типов: вихревых и центробежных, разработаны центробежно-вихревые агрегаты. Они оснащаются двумя установленными последовательно крыльчатками. Первая имеет характерные для центробежных признаки, вторая — для вихревых.

Виды вихревых насосов

Ниже рассмотрены три наиболее распространенных промышленных агрегата.

• ВКО. Консольные агрегаты, оснащенные крыльчаткой вихревого типа. Буква «О» в маркировке указывает на наличие системы обогрева. Она может использоваться как для нагрева камеры, так и для снижения ее температуры. В первом случае в нее подается нагретый до +160° пар. Во втором — охладитель с температурой от -15 °C. Что позволяет существенно расширить диапазон задач, решаемых агрегатом. В частности, допустимая для вихревого насоса ВКО температура воды может достигать +85 °C.

• ВКС. Эти консольные агрегаты обладают высокими самовсасывающими свойствами. Отличительная особенность — наличие напорного колпака. Что позволяет отделить газ от жидкости при перекачке. Воздуховод также позволяет создать разряжение до 0,7 атм. При первом пуске необходимо выполнить заливку камеры. Работа насоса в замкнутом цикле самовсасывания допускается не более 10 минут.

• ЦВК. Эти агрегаты относятся к классу двухступенчатых. По конструкции их относят к центробежно-вихревым. Поскольку использованные в агрегате крыльчатки разных типов. Первая — центробежная, вторая — вихревая. Основное направление использования агрегатов типа ЦВК — питающие системы котельных, водяное отопление. Температура воды может достигать +105 °C. Они также эффективны для поддержки давления в трубопроводах водоснабжения.

Все мощные промышленные агрегаты комплектуются электромотором. Существуют исполнения под 220 В, однофазное напряжение, и 380 В — трехфазное. Выбор модели облегчается указанием основных характеристик агрегата в названии модели. Пример расшифровки ВКО 4/28, изготавливаемого заводом Взлет, выглядит следующим образом.

• ВКО — указание типа агрегата. В данном случае — консольный, со встроенным контуром отопления/охлаждения. Монтаж осуществляются на фундаментной плите для устранения вибраций.

• 4 — указанная производителем номинальная производительность, в л/с. Что в пересчете на кубометры воды составляет около 14,4 м³/час.

• 28 — напор, указывается в метрах водного столба. Предельным для моделей серии ВКО является 45 метров.

Для моделей линейки ЦВК может использоваться более подробная маркировка. Например, ЦВК 6,3/160-Е У3.1 означает:

• Перед нами центробежно-вихревой агрегат. Компоновка элементов консольная.

• 6,3 — подача, выраженная в л/с.

• 160 — напор, указанные в метрах водного столба.

• Е — указание на исполнение электромотора. В данном случае — взрывозащищенное.

• У3.1 — климатическое применение. В нашем случае — установка предполагается в помещениях. Эксплуатация — в умеренном климате.

Автор статьи: Александр Шихов