2019-04-24

Вихревые насосы

Конструкция вихревого насоса

Существует два основных типа вихревых насосов: открытого и закрытого типа. Рассмотрим конструктивные схемы этих насосов.

Вихревой насос закрытого типа

Конструктивная схема насоса показана на рисунке.

В корпусе 1 вихревого насоса установлено рабочее колесо 2 с малыми зазорами. В корпусе также выполнен специальный концентрический канал 3, расположенный по периметру окружности описываемой лопатками от входного патрубка 4 до напорного 5. Концентрический канал разделен перемычкой 6, не позволяющей жидкости перетекать из напорной линии во всасывающую. Лопатки рабочего колеса передают энергию жидкости, которая под воздействием сил инерции и трения перемещается от всасывающего патрубка к напорному.

Устройство вихревого насоса открытого типа

Схема открыто-вихревого насоса показана на рисунке.

Рабочая жидкость поступает к лопаткам рабочего колеса 1 через подвод 2 и окно 3. Через рабочее колесо жидкость поступает в кольцевой канал 4, выполненный в корпусе 5. Под воздействием лопаток рабочего колеса жидкость перемещается по кольцевому каналу, и через отверстие 6 поступает в напорную линию 7.

Принцип работы вихревого насоса

Вихревой насос относится является динамическими, а значит движение жидкости в нем осуществляется за счет сил инерции и трения. От рабочего колеса энергия передается частицам жидкости, которая через спрофилированные каналы поступает из линии всасывания в линию нагнетания.

Рабочее колесо

Лопатки рабочего колеса вихревого насоса спрофилированы таким образом, что при движении жидкость направляется от внутренней части канала ко внешней, приобретая окружную составляющую скорости.

Происходит активное смешивание жидкости поступающей от рабочего колеса и текущей по каналу за счет сил инерции. В результате взаимодействия частиц с различными скоростями и направлениями движения возникают интенсивные вихри, что ведет к значительным потерям энергии.

---

---

Для исключения продольной силы, возникающей в результате разницы давления в осевых зазорах, используют симметричное рабочее колесо.

Характеристики

• Напор - до 25 м
• Подача - до 12 л/с
• Мощность - до 25 кВт
• КПД - 35...40%

Вид основной характеристики вихревого насоса показан на рисунке.

Потери энергии в вихревом насосе

Гидравлические потери в вихревом насосе велики и составляет до 30% от энергии на валу насоса. Эти потери возникают вследствие образования многочисленных вихрей при движении жидкости в насосе.

Объемные потери также велики и могут достигать 20%, обусловлены они перетеканием жидкости через зазоры разделителя.

Механические потери в вихревом насосе возникают из-за трения в подшипниках и уплотнительных устройствах.

Ввиду высоких гидравлических и объемных потерь общий КПД вихревого насоса невысок и составляет 35 - 40%.

Применение вихревых насосов

Учитывая рабочие характеристики, вихревые насосы, как правило, используют в системах, где необходимо создать высокий напор при, относительно небольшой подаче. Например в небольших автоматических насосных станциях для водоснабжения. Способность перекачивать жидкостно газовую смесь позволяет использовать вихревые насосы для перекачки летучих жидкостей (бензин, керосин), что обуславливает применение таких насосов в системах заправки топливом.

---

---

Достоинства

При тех же габаритах, что и у центробежного, вихревой насос способен создать больший напор (в 3-9 раз больше). Вихревые насосы открытого типа обладают способностью к самовсасыванию, также они способны работать на газожидкостной смеси.

Недостатки

Вихревые насосы обладают достаточно низким КПД (35% - 45%), что делает нецелесообразным использование насосов высокой мощности. Вихревые насосы не способны перекачивать жидкость с высоко вязкостью. Также эти машины чувствительны к наличию абразивных частиц в жидкости. Наличие абразива приводит к быстрому износу вихревых насосов, вследствие малых зазоров.