Импеллерные насосы

Импеллерные насосы в Караганде

Устройство импеллерного насоса

Импеллерный насос отличается простой конструкцией (рис. 1). На валу вращается жестко закрепленный импеллер – широкий цилиндр с лопастями из гибкого материала. Лепестки имеют на концах утолщения. Диаметр рабочего органа чуть больше, чем величина рабочей камеры. Поэтому, когда его надевают на вал, ламели чуть подгибаются в направлении вращения. В первое время работы, кулачки притираются к металлической поверхности, обеспечивая герметизацию объемов.

Рабочая камера на участке транспортирования жидкости круглая, а между входным и выходным отверстиями – переходит в овал, либо сделана с утолщением, за счет чего прижимает гибкие лепестки к центру. На корпусе есть впускной и выпускной патрубки. Для подключения трубопроводов, используются различные типы соединений: фланец (стандартное), молочная муфта (пищевое) и другие. Корпус с торцов закрыт крышками, под которые поставлены уплотнительные прокладки. Чтобы рабочая среда по валу не попадала на привод, предусмотрены полимерные сальники с пружиной.

Импеллер представляет собой цилиндр с ламелями, вулканизированный на металлический патрон (рабочие органы без втулки, только из резины, встречаются редко, тек как они менее долговечны). Внутри патрона предусмотрен шлиц или другие выемки под соответствующие выступы вала привода. Таким образом, обеспечивается жесткая посадка, без проскальзывания.

Несколько лет назад российские ученые запатентовали усовершенствование импеллера. Предложено «толщину лопасти … изменять по закону балки равного сопротивления, что обеспечивает равные напряжения во всех сечениях». В результате повышается усталостный порог разрушения, а также долговечность рабочего органа. Кроме того, на его производство идет меньше материала.

Принцип действия импеллерного насоса

Принцип работы импеллерного насоса следующий (рис. 2). Проходя через утолщение, лепестки сжимаются, а напротив впускного отверстия, распрямляются. При этом, увеличиваются рабочие объемы между ламелями, создается разрежение и жидкость всасывается в камеру. Затем она проводится по участку транспортировки. Еще не пройдя окончательно выпускное окно, лопасти снова попадают на утолщение, сжимаются и выталкивают жидкость в напорный патрубок.

Характеристики импелерных насосов

На рынке напорного оборудования предлагается много различных марок устройств данного типа. Среди наиболее популярных зарубежных фирм - Jabsco (Англия), Inoxpa (Испания), Liverani (Италия). Не отстают от них и отечественные производители. Так, например, насос импеллерный НСУ по надежности не уступает импортным, а по некоторым рабочим параметрам – даже превосходит.

Выбор конкретной модели зависит от условий ее эксплуатации. В общем случае характеристики находятся в довольно широких пределах. Импеллерные насосы обеспечивают подачу на выходе от 1 до 75 куб. м. / час, при создаваемом напоре от 3 до 60 м. Самовсасывание – до 7 м. Вязкость перекачиваемой жидкости может доходить до 70 000 сСт. Давление – до 4 бар. Предельная температура рабочей среды – 95 град С (в стандартном исполнении). Среди моделей с электроприводом, есть одно- и трехфазные, работающие на 220В или на 380В.

Достоинства

1. Возможность работы с вязкими жидкостями (гели, густые пасты), в составе которых есть твердые включения.

2. Импеллерный насос – это самовсасывающий агрегат. Может без предварительной заливки брать воду с глубины 5 – 7 метров. Точное значение зависит от материала рабочего органа и модели.

3. Предварительный нагнетатель не требуется. Вакуума, который образовывается между лопастями, вполне хватает для образования потока.

4. Аппарат компактный, имеет простую конструкцию, с малым количеством деталей. Как следствие этого – низкая цена, по сравнению с насосами других типов, имеющими аналогичные характеристики.

5. Легкое обслуживание, надежная и долговечная работа, высокая ремонтопригодность.

6. Насос быстро переключается на реверсный режим. Для этого достаточно запустить электродвигатель в обратном направлении.

7. На выходе образуется ламинарный (не турбулентный) поток жидкости. Это важно в тех случаях, когда надо обеспечить транспортировку рабочей среды, без ее вспенивания или взбивания.

8. Подача прямо пропорциональна скорости вращения импеллера, поэтому насос можно использовать как дозатор.

9. Устройство подходит, как для промышленных, так и для бытовых условий. Эксплуатация –безопасная для персонала.

Недостатки

Если насос импеллер будет работать вхолостую слишком долго (более 20 - 30 сек), то это может кончиться тем, что придется менять, либо рабочий орган, либо полностью аппарат. Причина в том, что рабочая среда, во время прохождения через камеру, смазывает и охлаждает крыльчатку. Без нее ротор, сделанный из эластичного материала, перегреется. Появятся трещины, лопасти оплавятся и частично разрушатся. На поверхность камеры осядет нагар, могут появиться и механические повреждения.

По температуре рабочей среды и ее химическому составу аппарат имеет ограничения. Конкретные параметры зависят от материала крыльчатки. При перекачивании слишком вязких жидкостей, производительность устройства снижается. Высокоскоростные модели, применяющиеся для создания большого напора в течение короткого времени, обязаны работать с перерывами – полчаса перекачивания, затем 10 мин отдыха. В жидкости не должно быть абразивных частиц. Ну и, наконец, сам импеллер имеет определенный ресурс, после выработки которого его приходится менять.

Применение импеллерных насосов

Благодаря тому, что с помощью импеллерного насоса можно перекачивать вязкие жидкости с твердыми включениями, эти устройства получили широкое распространение в различных отраслях промышленности: пищевой, нефтеперерабатывающей, фармакологической, косметической, легкой, химической и других. Особенно незаменимы они в виноделии. Только аппаратами данного типа можно безотказно транспортировать мезгу (давленый виноград). А также в производстве молокопродуктов – таким насосами перекачивают молоко без вспенивания и разложения на фракции. Благодаря самовсасывающим свойствам, подобное оборудование применяют для откачивания воды из затопленных подвалов, колодцев или бассейнов перед чисткой. Многие потребители покупают импеллерные агрегаты из-за простого обслуживания и компактных размеров.