Вертикальный центробежный насос может циркулировать охлажденную воду по зданию, повышать давление воды на очистных сооружениях или поднимать воду из глубокого отстойника. Для этих задач могут использоваться насосы самых разных конструкций, хотя все три описаны как «вертикальные».
Этот термин относится к ориентации вала насоса. Сам по себе он не говорит вам, сколько рабочих колес у насоса, где находится двигатель и может ли насос перекачивать твердые частицы.
Понимание этих различий облегчает выбор насоса, подходящего для установки, и позволяет избежать проблем, которые не решит двигатель большего размера.
Что такое вертикальный центробежный насос?
A вертикальный центробежный насосиспользует одно или несколько вращающихся рабочих колес на вертикальном валу для передачи энергии жидкости. Двигатель приводит в движение вал, а гидравлические компоненты направляют жидкость от впускного отверстия к выпускному.
Вертикальное расположение может уменьшить площадь, необходимую для установки. В некоторых конструкциях это также позволяет насосному элементу находиться ниже уровня жидкости, в то время как двигатель остается доступным над ним.
Однако небольшая занимаемая площадь не обязательно означает небольшое пространство для обслуживания. Для снятия двигателя, извлечения вала и доступа к внутренним компонентам может потребоваться значительный зазор над насосом.
Распространенные типы вертикальных центробежных насосов
При сравнениитипы вертикальных центробежных насосов, помните, что имена описывают разные функции. «Рядный» описывает расположение форсунок, «многоступенчатый» описывает количество гидравлических ступеней, а «отстойник» описывает расположение установки. Один насос может соответствовать более чем одному описанию.
1. Вертикальные линейные насосы
Вертикальный линейный насос имеет всасывающие и нагнетательные патрубки, расположенные вдоль одной и той же центральной линии трубы, при этом двигатель обычно устанавливается над корпусом. Такая схема обычно используется в системах отопления, кондиционирования и циркуляции воды. Артикул: KSB, Линейный насос
Многие вертикальные линейные насосы используют одно рабочее колесо. Их практическая привлекательность очевидна: они аккуратно вписываются в трубопровод и занимают относительно небольшую площадь.
Типичные области применения включают в себя:
- Циркуляция охлажденной и отопительной воды
- Контуры охлаждающей воды
- Строительство водоснабжения
- Общая перекачка чистой воды
При установке ознакомьтесь с требованиями поддержки производителя. Линейное расположение не означает автоматически, что трубопровод может выдержать полный вес насоса и двигателя. Деформация трубы также может деформировать обсадную трубу или повлиять на выравнивание.
2. Вертикальные многоступенчатые насосы.
Вертикальный многоступенчатый насос имеет несколько рабочих колес, последовательно соединенных на одном валу. Жидкость проходит через каждую ступень по очереди, набирая дополнительный напор по мере движения к выпуску.
Важным отличием является то, что этапы добавляют голову. Добавление ступеней не увеличивает скорость потока таким же образом. Артикул: KSB, Многоступенчатый насос
Эти насосы обычно используются для повышения давления, подачи обратного осмоса и промышленных систем водоснабжения, требующих относительно высокого давления нагнетания.
Например, если одна ступень развивает примерно 20 метров напора при определенном расходе, пять сопоставимых ступеней могут обеспечить примерно 100 метров при этом расходе. Это иллюстрация; фактическая нагрузка должна быть проверена по кривой насоса.
Многие компактные вертикальные многоступенчатые насосы имеют узкие внутренние каналы, предназначенные для чистых жидкостей. Их не следует считать подходящими для песка, волокон или других твердых веществ.
3. Вертикальные турбинные насосы
Обычный вертикальный турбонасос с линейным валом размещает чашу в сборе ниже уровня жидкости. Двигатель над установкой приводит в движение рабочие колеса через вертикальный вал, и вода поднимается вверх через колонну к напорной головке.
В зависимости от требуемого режима работы чаша в сборе может содержать одну или несколько ступеней. Артикул: Goulds, Вертикальные турбинные насосы
Типичные области применения включают забор сырой воды, орошение, подачу охлаждающей воды и забор воды из колодцев или водозаборных колодцев.
Самый низкий рабочий уровень воды имеет такое же значение, как и нормальный уровень. Недостаточное погружение или плохие условия забора воздуха могут привести к захвату воздуха и нестабильной работе. Поэтому при выборе необходимо уделить внимание настройке чаши, геометрии всасывания и подшипникам вала.
4. Вертикальные водоотливные насосы
Вертикальный водоотливной насос подвешивает свой насосный элемент в резервуаре или яме, при этом приводной двигатель удерживается над жидкостью.
В зависимости от гидравлической конструкции и материалов это устройство может подавать чистые жидкости, загрязненные технологические жидкости или жидкости, содержащие твердые частицы. Возможность обработки твердых частиц должна быть подтверждена для конкретной модели. Артикул: Sulzer, Вертикальные водоотливные насосы
Эти насосы используются для промышленного дренажа, коллекторных ям и технологических отстойников.
Ключевым моментом выбора является расположение опоры вала. В некоторых конструкциях используются погружные направляющие подшипники; в других используется консольный вал без погружных подшипников. Эта разница влияет на допустимую глубину установки, требования к техническому обслуживанию и пригодность для абразивных жидкостей.
Принцип работы вертикального центробежного насоса
Вертикальный центробежный насос работаетПринцип работы основан на том же процессе передачи энергии, что и другие центробежные насосы. Вертикальная установка вала меняет механическую конструкцию, но рабочее колесо по-прежнему передает энергию, которая перемещает жидкость.
Шаг 1: Жидкость достигает входа в рабочее колесо
Жидкость попадает во всасывающее соединение или в погружной водозабор и движется к проушину рабочего колеса.
Входное отверстие должно получать непрерывную подачу жидкости. Перед запуском обычного насоса для поверхностного монтажа корпус и всасывающее устройство должны быть заполнены и продуты по мере необходимости. Вертикальный вал не обеспечивает самовсасывания насоса.
Для погружного насосного элемента по-прежнему необходим достаточный уровень жидкости для поддержания подходящих условий всасывания.
Шаг 2. Рабочее колесо передает энергию жидкости.
Двигатель вращает вал и рабочее колесо. Когда жидкость проходит через каналы рабочего колеса, вращающиеся лопасти увеличивают ее энергию.
В типичном рабочем колесе с радиальным потоком жидкость поступает ближе к центру и движется наружу к периферии рабочего колеса. Давление также повышается внутри крыльчатки; он не вырабатывается только после того, как жидкость покинет лопасти.
Шаг 3. Корпус или диффузор восстанавливают давление
Жидкость, выходящая из рабочего колеса, поступает в спиральный корпус или диффузор. Эти стационарные каналы собирают и направляют поток, преобразуя часть его энергии скорости в энергию давления. Артикул: ASHRAE, Центробежные насосы
В вертикальном многоступенчатом насосе обратные каналы направляют жидкость к следующему рабочему колесу, где она получает больше энергии.
Шаг 4: Жидкость поступает в систему
Жидкость выходит через нагнетательное соединение и движется по подключенному трубопроводу.
Фактический расход зависит от взаимодействия между кривой насоса и сопротивлением системы. Изменение положения клапана, сопротивления трубопровода или скорости насоса может сместить рабочую точку. Таким образом, центробежный насос не обеспечивает один фиксированный расход при каждом рабочем режиме.
Как правильно выбрать вертикальный центробежный насос
Начните с условий работы, затем выберите расстановку.
Требуемый расход и общий напор
Укажите требуемый расход и общий динамический напор при этом расходе. Учитывайте перепады высот, трение в трубах, потери в оборудовании и любую необходимую разницу давления между границами системы.
Для полностью заполненного замкнутого циркуляционного контура высота здания не просто добавляется к циркуляционному напору. Насос в основном преодолевает сопротивление цепи, а давление наполнения системы рассматривается отдельно.
Свойства жидкости
Подтвердите температуру жидкости, плотность, вязкость, химический состав и содержание твердых веществ.
Эти свойства влияют на гидравлические характеристики, мощность двигателя, материалы, уплотнения и выбор подшипников. Насос, хорошо работающий на чистой воде, может оказаться непригодным для той же подачи и напора с абразивной или вязкой жидкостью.
Условия всасывания
Проверьте давление на входе или минимальный уровень жидкости, потери во всасывающей линии и температуру жидкости. Доступная чистая положительная высота всасывания должна с соответствующим запасом превышать требования насоса.
Мотор большего размера не может корректировать неадекватные условия всасывания.
Доступ для обслуживания
Оставьте место для работы, которая в конечном итоге понадобится насосу. Проверьте, нужно ли поднимать двигатель, уплотнение, вращающийся узел или всю колонну во время обслуживания.
Это особенно важно, когда вертикальный центробежный агрегат выбирается так, чтобы он поместился в узком производственном помещении.
Часто задаваемые вопросы
Часто задаваемые вопросы
Вопрос: Все ли вертикальные центробежные насосы многоступенчатые?
О: Нет. Вертикальные насосы могут быть одноступенчатыми или многоступенчатыми. Ориентация вала и количество ступеней описывают отдельные функции.
Вопрос: Может ли вертикальный центробежный насос работать всухую?
Ответ: Большинство традиционных конструкций не должны работать всухую. Механические уплотнения и подшипники с жидкой смазкой могут быть повреждены без необходимой подачи жидкости. Следуйте инструкциям по эксплуатации выбранной модели.
Вопрос: Является ли вертикальный насос более эффективным, чем горизонтальный?
О: Сама по себе ориентация вала не определяет эффективность. Гидравлическая конструкция, размер насоса, скорость и рабочая точка — все имеет значение. Сравните кривые производительности при требуемом режиме работы.
Выбор насоса для вашего применения
Линейный насос может подойти для циркуляционного контура, а вертикальный многоступенчатый насос лучше подходит для подачи воды под более высоким давлением. Для забора воды из глубокого влажного колодца может потребоваться установка вертикальной турбины. Для технологической ямы для сбора отходов может потребоваться специальный водоотливный насос.
Прежде чем запросить предложение, подготовьте требуемый расход, общий напор, данные о жидкости, минимальное давление на входе или уровень жидкости, источник питания и установочные размеры. Имея эту информацию, поставщик может оценить характеристики и конструкцию насоса в сравнении с реальной работой.