- Что такое самовсасывающий насос?
- Что ограничивает самовсасывающий насос?
- Являются ли объемные вакуумные насосы Самовсасывающими?
- Являются ли центробежные насосы самовсасывающими?
- Как работает самовсасывающий центробежный насос?
- Что такое самовсасывающий насос для сжатого воздуха?
- Проблемы возникающие в процессе самовсасывания насосов
- В заключении…
Что такое самовсасывающий насос?
Если насос расположен ниже уровня перекачиваемой жидкости, сила тяжести и давление воздуха гарантируют, что он постоянно заполнен жидкостью и не допускает попадания воздуха в насос или всасывающую линию.
Во многих случаях насос необходимо размещать выше уровня жидкости, например, при сливе воды из подземного резервуара для хранения. При запуске во всасывающей магистрали будет воздух, и прежде чем насос сможет выпустить жидкость, этот воздух должен быть откачан или вытеснен. Насосы оптимизированы для перемещения конкретной жидкости; откачка газа — это совсем другая задача.
Чтобы обойти эту проблему, можно использовать различные методы. Для откачки воздуха из всасывающей линии можно использовать вторичный насос. Обратный клапан или вакуумный резервуар могут быть использованы для прекращения слива жидкости из всасывающей линии при остановке насоса. Однако все эти решения требуют дополнительного оборудования, трубопроводов и технологических процессов. В идеале для этих применений требуется насос, который может откачивать воздух со стороны всасывания при запуске, прежде чем перейти в обычный режим откачки. Такой насос считается самовсасывающим.
Что ограничивает самовсасывающий насос?
Когда насос откачивает воздух со стороны всасывания, жидкость нагнетается во всасывающую линию под давлением окружающего воздуха. Этот процесс может продолжаться только до тех пор, пока напор жидкости не уравновесит местное давление воздуха. Например, в случае с водой теоретически вполне эффективный насос может самовсасываться на высоту всего около 10 м от своего источника. Точный предел зависит от высоты и температуры и будет отличаться для других жидкостей.
Являются ли объемные вакуумные насосы Самовсасывающими?
В принципе, все объемные насосы являются самовсасывающими. В частности, сюда входят ротоные насосы, пластинчато-роторные и мембранные насосы. Общей особенностью всех объемных насосов является использование деталей с близким допуском для предотвращения возврата жидкости со стороны нагнетания на сторону всасывания. В зависимости от эффективности этих уплотнений, создаваемых этими деталями с близким допуском, объемный насос способен в некоторой степени отводить воздух из своей всасывающей линии. Однако в условиях сухого хода насос может перегреться, что может привести к износу уплотнений и выходу насоса из строя.
В случае поршневых насосов также существует опасность возникновения кавитации в момент, когда жидкость начинает поступать в насос и образуется смесь жидкость/воздух. В этих условиях на всасывающей стороне насоса образуются и расширяются пузырьки пара. При достижении высокого давления на стороне нагнетания насоса пузырьки сильно сжимаются, вызывая вибрацию и повреждение насосных элементов.
P.S. По этим причинам важно проконсультироваться с инженером, прежде чем использовать объемный насос в тех случаях, когда он должен быть самовсасывающим и, при необходимости, работать вхолостую в течение любого периода времени.
Являются ли центробежные насосы самовсасывающими?
В центробежных насосах перекачивающее действие создается за счет передачи энергии вращения от рабочего колеса к жидкости. Между всасывающей и нагнетательной сторонами насоса нет уплотнений. Это означает, что центробежные насосы неэффективны при работе с газами и не способны откачивать воздух из всасывающей линии, когда уровень жидкости ниже уровня рабочего колеса. В таких случаях говорят, что насос связан с воздухом и существует опасность перегрева: как правило, насосы полагаются на перекачиваемую жидкость для смазки и охлаждения подшипников насоса.
Однако, с некоторыми изменениями в базовой конструкции, центробежный насос может быть самовсасывающим. Рабочее колесо и кожух по существу окружены резервуаром, так что его всегда можно погрузить в жидкость, достаточную для запуска насоса и обеспечения насоса смазкой и охлаждением – при условии, что время, затрачиваемое на заправку насоса, не является чрезмерным.
Важно, чтобы резервуар самовсасывающего центробежного насоса был правильно заполнен жидкостью после установки. «Самовсасывающий» в данном контексте означает, что насос имеет возможность использовать жидкость, хранящуюся в его корпусе, для создания вакуума на всасывающей линии. Даже самовсасывающий центробежный насос не будет работать в сухом состоянии. При наличии соответствующих подшипников и уплотнений центробежный насос может выдерживать сухую работу в течение ограниченного времени, но это не рекомендуется делать в течение длительного времени.
Как работает самовсасывающий центробежный насос?
Самовсасывающий центробежный насос имеет две фазы работы: режим самовсасывания и режим перекачки.
Рисунок 1 — Схема работы центробежного насоса: 1 — Заполнение насоса, 2 — Режим запуска/заправки; 3 — Режим перекачки, 4 — Выключение
В режиме заполнения насос по существу действует как водокольцевой насос. Вращающееся рабочее колесо создает вакуум в «ушке» рабочего колеса, который втягивает воздух в насос из всасывающей линии. В то же время он также создает цилиндрическое кольцо жидкости на внутренней стороне корпуса насоса. Это эффективно образует газонепроницаемое уплотнение, препятствующее возврату воздуха из нагнетательной линии во всасывающую. Пузырьки воздуха задерживаются в жидкости внутри лопаток рабочего колеса и транспортируются к выпускному отверстию. Там воздух вытесняется, и жидкость возвращается под действием силы тяжести в резервуар в корпусе насоса.
Постепенно жидкость поднимается вверх по всасывающей линии по мере ее откачки. Этот процесс продолжается до тех пор, пока жидкость не заменит весь воздух во всасывающем трубопроводе и насосе. На этом этапе начинается нормальный режим откачки, и жидкость сливается.
Когда насос выключен, конструкция камеры заливки обеспечивает удержание достаточного количества жидкости, чтобы насос мог самовсасываться при следующем использовании. Если насос не использовался в течение некоторого времени, важно проверить, нет ли потерь из корпуса из-за утечек или испарения, прежде чем запускать его.
Что такое самовсасывающий насос для сжатого воздуха?
Для запуска насоса можно использовать сжатый воздух вместо подачи жидкости. Сжатый воздух продувается через струю в коническую трубку для создания вакуума. Воздух из корпуса насоса и всасывающей магистрали всасывается вместе со сжатым воздухом и выпускается. Обратный клапан перекрывает линию нагнетания, позволяя жидкости поступать в корпус насоса. Преимущества этого метода заключаются в том, что снижается вероятность засорения (из-за отсутствия заливочной камеры) и насос можно безопасно запускать всухую.
Проблемы возникающие в процессе самовсасывания насосов
На способность насоса к самовсасыванию может влиять несколько факторов. Выпускной трубопровод не должен находиться под давлением или быть заблокирован. Для всех типов насосов всасывающая линия должна быть герметичной. Если воздух продолжает всасываться в насос, давление никогда не снижается и жидкость не всасывается по всасывающей линии.
Также важно, чтобы объем трубопровода со стороны всасывания был сведен к минимуму, чтобы сократить время заполнения. При чрезмерном времени заполнения существует опасность того, что жидкость испарится до того, как насос будет заполнен. Последующая сухая работа может привести к повреждению насоса.
В случае центробежных насосов все, что влияет на эффективность рабочего колеса, ограничивает способность к самовсасыванию. Если жидкость содержит какие-либо твердые частицы, мусор может скапливаться в канале рециркуляции, препятствуя циркуляции жидкости и образованию жидкостного кольца. Мусор, скапливающийся на самой крыльчатке, снижает ее способность создавать область низкого давления на глазке. Кроме того, по мере старения насоса и его износа зазоры между крыльчаткой и корпусом спирали увеличиваются, и насос менее способен создавать зону низкого давления. На внутренние зазоры также может повлиять неправильная сборка после технического обслуживания.
При перекачке воды в холодных условиях важно, если температура может упасть ниже нуля, слить воду из насоса или обеспечить какую-либо форму нагрева. Замерзание воды в насосе или трубопроводе может привести к повреждению.
В заключении…
Самовсасывающие насосы необходимы, если насос должен быть расположен выше уровня перекачиваемой жидкости. Самовсасывающий насос должен быть способен откачивать воздух из всасывающей магистрали, тем самым втягивая жидкость в насос. Когда это будет достигнуто, насос может вернуться к своему обычному режиму перекачки.
Большинство типов объемных насосов являются самовсасывающими, но необходимо соблюдать осторожность, чтобы избежать перегрева, износа уплотнений или кавитации во время фазы сухого хода. Центробежные насосы могут быть модифицированы для самовсасывания с окружающим «резервуаром» для удержания части жидкости. Перед использованием крайне важно, чтобы насос был правильно заполнен и ни на каком этапе не допускал пересыхания.
Интересная тема про самовсасывающие насосы! Спасибо за подробное описание и классификацию видов. Теперь понятно, как они работают и где можно применять. Очень полезная информация для тех, кто занимается строительством или обслуживанием систем водоснабжения и канализации.