Насосы циркуляционные 66

Линейные циркуляционные насосы - справочная информация

Линейный циркуляционные насосы обеспечивают обращение перекачиваемой среды по замкнутому кругу в определенной системе для достижения различных целей. Чаще всего – это системы отопления, но также имеется ряд прочих функций. Например, это может быть отопление, вентиляция, охлаждение крупных промышленных объектов и производственных линий. В общем же, они могут использовать везде, где обращение осуществляется в замкнутой системе. Ещё одна их достаточно редкая функция – это перемешивание, что очень актуально в больших резервуарах, когда нет возможности установить перемешивающий механизм. Могут также использоваться для многократной прогонки какого-либо вещества через фильтр или систему фильтров. Эти насосы могут выдавать производительность от 1 до 750 м3/час, а также обеспечивать напор от 10 до 150 метров.

Рис. 1 – Разнообразие линейных циркуляционных насосов

Линейные циркуляционные насосы – это комплексный термин. Линейные – это способ встраивания в систему трубопровода, а циркуляционные – это основная функция. Основная особенность этих насосов заключается в удобстве встраивания в систему. Они просто присоединяются к трубам посредством фланцев. Это самое надежное соединение, не требующее каких-либо специальных инструментов или навыков. По сути, их может встроить в систему квалифицированный сантехник. Соединение может быть и резьбовым, но оно используется только на насосах малого размера. Практически на всех крупных линейных циркуляционных насосах используются асинхронные электродвигатели, что также даёт определенные преимущества. Например, скорость вращения такого двигателя можно изменять посредством частотного преобразователя. Установлен электродвигатель обычно сверху, но возможен также и монтаж на вертикальную трубу. Главным ограничением здесь может быть высота подачи, хотя она достаточно велика у всех крупных моделей.

Обычно корпус этих насосов очень прочный и тяжелый, что не позволяет монтировать их вручную усилиями одного человека. Материал корпуса и уплотнений должен быть рассчитан так, чтобы выдерживать заявленные нагрузки при указанной температуре перекачиваемой среды. Чаще всего перекачке подлежат жидкости близкие по своим физическим свойствам к воде, или немного более вязкие. Возможно перекачивание жидкостей с небольшим загрязнением. Иногда их применяют для перекачивания смазывающе-охлаждающих жидкостей

Одной из особенностей линейных циркуляционных насосов является то, что они могут быть собраны в крупные автоматизированные каскадные нагнетательные системы, что позволяет существенно экономить электроэнергию. Насосы в каскадах могут подключаться как параллельно, так и последовательно. Обычно для управления такой системой создаются целые пульты, которые обязательно содержат в своей схеме частотные преобразователи, позволяющие эффективно управлять асинхронными двигателями.

Принцип действия и принципиальная схема устройства

Существует большое количество различных конструкций линейных циркуляционных насосов. Мы опишем только тем из них, которые представлены в нашем ассортименте.

Внутри корпуса линейного циркуляционного насоса на валу жестко посажено рабочее колесо, которое может быть как открытого, так и закрытого типа. Первый тип – это когда лопасти закреплены в центральной части, а второй тип – это когда они ещё закрыты сверху двумя дисками. Закрытое колесо обычно изготавливается из чугуна или бронзы методом литья. Лопасти загибаются от радиальной формы в сторону, противоположную направлению вращения вала.

Рис. 2 – Устройство линейного циркуляционного насоса 
1 – крышка кулера, 2 – электрический двигатель, 3 – прокладка, 4 – прокладка, 5 – спиральный корпус, 6 – аварийный кран, 7 – торцевое уплотнение, 8 – выход на датчик давления (может быть заглушен пробкой), 9 – крыльчатка, 10 – шайба, 11 – гайка, 12 – болт, 13 – вал насоса, 14 – манжета, 15 – крышка, 16 – масляная камера, 17 – монтажный петли (рым-болты)

Корпус насоса присоединяется к трубопроводу посредством фланцевых патрубков. Для того, чтобы он мог начать перекачивать ему необходимо предварительное заполнение корпуса, потому что все линейные циркуляционные насосы не имеют способности к самостоятельному всасыванию. Обычно это осуществляется посредством предварительного нагнетания насосом малой мощности. Жидкость захватывается каналами рабочего колеса, после чего под действием центробежной силы она отбрасывается от центра к краю. В итоге в центре получается разрежение, а на краях создаётся зона повышенного давления. При повышении давления жидкость начинает поступать в выходящий патрубок, а затем она движется по направлению к потребителям и принимающему патрубку. Для запуска циркуляционной системы необходимо полностью исключить наличие в системе воздушных пробок, что решается посредством клапанов или обычного шар-крана, которые стравливают воздух после определенного количества прогонов. Воздушные пробки существенно снижают КПД насоса и увеличивают его износ, потому что возможно возникновение аэробной коррозии. Для крупных промышленных линейных циркуляционных насосов используются асинхронные двигатели, потому что они позволяют долгое время работать без выключения.

Материалы, используемые для производства

Сталь X20Cr13. Мартенситная сталь с высоким содержанием хрома. Может использоваться там, где испытываются большие нагрузки под воздействием повышенных температур. Используется для создания корпусов линейных циркуляционных насосов.

Сталь AISI 303. Обычная нержавеющая сталь с повышенной устойчивостью к коррозии в средах со слабой агрессивностью. Относится к аустенитному классу, хорошо сваривается, поэтому запчасти из неё подлежат ремонту при помощи сварки. Из ней изготавливают крыльчатки.

Сталь AISI 304. Аустенитная нержавеющая сталь с пониженным содержанием углерода, благодаря чем она может выдерживать высокие температуры без потери прочности (кратковременно вплоть до 900 градусов по Цельсию. Относится к так называемым кислотостойким маркам. Из неё изготавливают крыльчатки и корпуса.

NBR. Нитрильный каучук, который отличается повышенной устойчивостью к температуре и высокому давлению. В линейных циркуляционных насосах может использовать в качестве надежного уплотнения.

Чугун GG25. Серый ковкий чугун. Используется для создания прочных корпусов и износостойких крыльчаток насосов.

Чугун GGG40. Высокотехнологичный особо прочный ковкий чугун со структурированными шаровидными включениями графита. Может выдерживать огромные нагрузки, поэтому из него часто изготавливают корпуса крупных насосов. 

Бронза. Из бронзы обычно делают корпуса насосов сложных конструкций, потому что этот сплав очень текучий и позволяет отливать даже мелкие детали.

Сфера использования

• Системы отопления. Могут по несколько раз прогонять через контур разогретую среду, что позволяет существенно экономить на отоплении. Например, вода разогревается в котле, затем поступает в трубы и прогоняется насосам в системе несколько раз, а затем опять поступает на подогрев.

• Системы вентиляции. Особенно там, где необходима постоянная прогонка воздуха с целью очистки от пыли .
• Фильтрация в химической промышленности. Некоторые вещества проходят многократную механическую очистку через фильтры, поэтому такими насосами можно прогонять их до тех пор, пока они не очистятся.
• В промышленности, для повышения давления в трубопроводе. Эти насосы обеспечивают постоянное наполнение даже самых сложных систем, а высокое давление позволяет обслуживать многоэтажные постройки. В нужный момент времени на точке потребления достаточно просто открыть кран.
• Системы охлаждения и кондиционирования. Это очень эффективное решение, потому что часть замкнутого трубопровода может проходить через охладитель, оснащаться радиаторами или проходить на улице для того, чтобы охлаждать среду.
• В рыбных хозяйствах используются для выращивания быстроходных рыб, живущих в горных реках. Вода забирается из водоёма, а назад она возвращается уже обогащенная кислородом и с напором, имитирующем сильное течение.
• В системах, где постоянно необходимо приводить массу в движение для того, чтобы не происходила кристаллизация или осаждение мелких частиц. Например, это могут быть различные легкие суспензии или взвеси.

Рис. 4 – Водозаборный циркуляционный узел рыбного хозяйства

• Системы беспрерывного смазывания с функцией охлаждения. Например, такие системы используются на так называемых карусельных станках, а насос  обеспечивает смазывание при масляной шлифовке. Масло после этого фильтруется и опять поступает из резервуара в циркуляционную систему.
• В пищевой промышленности. Например, в производстве минеральной воды. Все компоненты должны быть добавлены в воду последовательно, в определенном порядке. Вода циркулирует до тех пор, пока состав не будет набран, после чего она отправляется на газирование.
• В сельском хозяйстве в ирригационных системах, а также в напорном водоснабжение объектов на фермах и перерабатывающих пунктах.
• Могут использоваться в системах пожарного водоснабжения для постоянного поддержания мощного давления.

Преимущества

• Возможно объединение этих насосов в нагнетательные системы, работающие по сложной схеме, что позволяет полностью снабжать производство по его потребностям с одного насосного пульта.
• Применение таких насосов позволяет экономить на трубопроводе. Можно избежать сложных разводок, в результате чего уменьшается количество соединительных элементов.
• При помощи замкнутого контура можно существенно увеличить длину трубопровода и с его помощью питать большое количество зданий и сооружений.

Рис. 5 Рабочая часть линейных циркуляционных насосов без электродвигателя

• Многофункциональность. Могут использоваться для перекачки разнообразных жидкостей, близких по своим свойствам к воде. Также могут использоваться в качестве обычного нагнетательного насоса вне замкнутых контуров трубопроводов.
• Обеспечивают эффективный расход энергии в системах отопления.
• Могут использоваться для отопления перегретым паром.
• Возможность регулирования подачи перекачиваемой среды, вплоть до программируемого графика, что существенно повышает эффективность производства.

Недостатки

• Не являются самовсасывающими, поэтому перед работой необходима предварительная заливка корпуса.
• Достаточно высокий уровень шума, поэтому такой насос можно устанавливать только в тех помещениях, где не работают люди. У крупных моделей этот показатель может доходить до 100 дБ. При неправильной установке в системах отопления могут сильно шуметь радиаторы.
• Могут быть чувствительными даже к незначительным превышениям ограничений по температуре, в результате чего могут выходить из строя. Рабочие части насоса постоянно находятся под большой нагрузкой и могут образовывать усталостные трещины раньше истечения заявленного производителем ресурса.
• Высокая требовательность к механическим включениям в перекачиваемой среде. Поэтому они часто требуют установки предварительного фильтра.