Винтовые насосы очень востребованы в наше время. Они нашли применение во многих отраслях, чем обрекли себя на огромный спрос не только в Европе, но и в России. В Москве находятся склады винтовых насосов, где можно выбрать и купить нужную модель. Также в Москве можно купить конструктор gigo science tool kit 7341r-cn hydro-pneumo pump, который поможет лучше понять механику данного насоса.
Винтовой насос
Винтовой (шнековый) насос – это агрегат, который предназначен для перекачивания растворов и жидкостей повышенной вязкости. Такого рода оборудование используется во многих сферах промышленности: текстильном, химическом и металлообрабатывающем производстве. Шнековые насосы обладают элементарной конструкцией, а также отличаются превосходной надежностью и отличным длительным рабочим ресурсом.
Основной элемент винтового насоса ─ это ротор. Он сильно напоминает шнек или же винт из-за того, что имеет цилиндрическую форму и спиральный желоб. Ротор находится внутри статора, который снабжен эластомерной гильзой и спиралевидным каналом. Статор имеет форму сильно схожу со стальной трубой. Иногда роторная спираль может быть оборудованой несколькими заходами. Но при всём этом статорная спираль обязательно должна быть оборудованной на один заход свыше.
Вдоль линии между ротором и статором расположены водонепроницаемые участки, что разделяют рабочую полость насоса на несколько частей. Благодаря специальному местоположению ротора в статоре эти участки поочередно открываются, а после закрываются.
Регулирование объемов откачиваемой жидкости реализуется посредством изменения количества оборотов ротора. Для этого необходимо использовать специальный частотный привод.
Абсолютно все элементы насоса помещены в специальный прочный корпус из пластика или чугуна, или же из нержавеющей стали (если винтовой насос используется для скважины).
Основные части насоса:
- корпус насоса;
- винтовая пара, что состоит из ведущего и ведомого вала с установленными на них винтовыми нарезками;
- синхронизирующие шестерни, которые служат для передачи вращения от ведущего вала к ведомому, а также для гарантирования неизменного зазора между винтами;
- предохранительный клапан, который служит для предохранения насоса и приводного двигателя от повреждений в случае, если давление в напорной магистрали по каким-либо причинам превысит допустимое значение;
-
торцовые уплотнения, которые могут быть, как и одинарные, так и двойные.
Преимущества винтовых насосов:
- равномерная подача жидкости;
- возможность перекачивания смеси из твёрдого состояния полностью без повреждения твёрдых включений в жидкости;
- как и другие объёмные насосы, винтовые могут сами всасывавать жидкости;
- возможность получать высокое давление на выходе без множества каскадов нагнетания;
- низкий уровень шума при работе из-за хорошей сбалансированности механизма.
Недостатки винтовых насосов:
- сложность и высокая стоимость изготовления насоса;
- нерегулируемость рабочего объёма;
- нельзя пускать вхолостую без перекачиваемой жидкости, поскольку начинает повышаться коэффициент трения деталей самого насоса и начинается ухудшение условия охлаждения, в результате чего насос может перегреться и выйти из строя.
Назначение винтового насоса
Винтовые шнековые насосы имеют большой спрос по сравнению с другими видами насосов и не только из-за их особенной конструкции, а ещё и благодаря способностям перекачки разнородных жидкостей.
Отрасли, где винтовые насосы используются чаще всего:
- нефтяная промышленность
- химическая промышленность
- пищевая промышленность
- медицина
- строительство
Это те 5 отраслей, в которых винтовые насосы стали уже неотъемлемой частью, и убрав их, система данных отраслей значительно изменится в худшую сторону. Кроме них, подобные установки также активно используются и в других отраслях, но там их роль находится значительно ниже, поэтому речь пойдёт о применении насосов только в этих отраслях.
Винтовой шнековый насос способен перекачивать разнородные жидкости, которым свойственны разнообразные характеристики. Он способен перекачивать, как и абразивные, эмульсионные, неоднородные жидкости, так и жидкости, что содержат твёрдые частицы. Максимальная вязкость жидкостей, которые он перекачивает, может достигать до миллиона сантипуазов, а температура может достигать девятисот градусов.
Где используются винтовые шнековые насосы?
Винтовой шнековый насос используется в различных видах промышленности.
В тяжёлой промышленности благодаря этому насосу происходит перекачка краски, латекса, антикоррозийных средств и силиконов.
В пищевой промышленности винтовые насосы перекачивают ферментационные сусла, мёд или овощную пульпу, жиры, соки и прочее. При переработке молока перекачивают молоко, сметану и йогурт.
Также винтовой насос широко используется в косметической промышленности, благодаря нему происходит перекачка масел, кремов и различных косметических растворов, а также жидкого мыла и шампуней.
Шнековые насосы нашли широкое применение и в строительстве. Они используются, например, для откачивания грунтовых вод, транспортирования речной воды, содержащей песок. Эти насосы также применяются при очистке воды.
Сфера применения роторных насосов на данный момент выглядит довольно таки привлекательно, и самой главной на то причиной является их широчайший спектр применения.
Принцип работы шнековых винтовых насосов
Ротор аппарата предполагает собою цилиндрическую часть со спиральным жёлобом, которая похожа на винт либо шнек. Он находится внутри статора, стальной трубы с установленной изнутри эластомерной гильзой (обоймой), в какой существует ещё спиралеобразный канал. Спираль ротора способна иметь несколько заходов. Спираль статора постоянно обладает на один заход более.
Вдоль линии контакта между ротором и статором существуют непроницаемые для перекачиваемой среды зоны, что делят внутреннюю площадь насоса на ряд раздельных полостей. Поскольку ротор установлен в статоре с определённым смещением в поперечном направлении (с эксцентриситетом), то при его кружении данные полости поочерёдно переходят, то в открытое, то в закрытое состояние.
При этом во время раскрытия смесь с предшествующей полости выгоняется выступом эластомерной обоймы в дальнейшую полость. С продолжением вращения объем опорожненной полости вновь возрастает, что приводит к всасыванию ею последующей порции вещества. При данном перекачивании среды всё исполняется без пульсаций, поскольку область сечения полостей схожа согласно всей длине геликоидального желоба ротора.
Регулирование производительности (подачи) исполняется посредством перемены частоты вращения ротора, с целью чего необходим частотный привод.
Зазор меж поверхностью ротора и эластомерной обоймой в силу отличительных черт конструкции последней считается саморегулируемым: он остаётся постоянным вне зависимости от давления внутри агрегата. Вследствие этому винтовой насос при не очень больших объёмах способен развивать высокий напор – вплоть до 35 МПа.
Как видно, по характеру действия ротора винтовой насос принципиально различается от шнекового, несмотря на то, что оба обладают похожее устройство.
Шнековые установки, как и центробежные, причисляются к категории динамических установок, как винтовые считаются объёмными. Однако и те, и прочие считаются насосами вытесняющего действия.
Между линиями всасывания и подачи особо мощных винтовых насосов непременно прокладывается перемычка (байпас) с предохранительным клапаном.
Если нагнетательный трубопровод очутится загрязнённым или на нем станет по ошибке закрыта задвижка, защитный клапан раскроется, насос станет прокачивать жидкость через байпас по замкнутому контуру. Если подобную меру не предусматривать, излишнее давление испортит детали агрегата, в том числе полимерную обойму.
Принцип действия винтового насоса
При вращении ротора изнутри статора возникает углубление с целью нагнетаемой жидкости, т.е. совершается передвижение воды от впуска к выпуску. Ротор приводится в движение электродвигателем посредством муфты.
Статоры винтовых насосов различаются высокой механической и химической стабильностью использованного материала, что даёт возможность перекачивать разнообразные разновидности жидкости.
С целью преграды появления противотока жидкости при расчёте винтового насоса следует принимать во внимание размер внутренних полостей. Также надо понимать технологические сведения по перекачиваемой жидкости и темп вращения ротора.
Принцип воздействия винтовых насосов состоит в перемещении вещества согласно направлению оси винта.
Винты входят выступами в проемы смежного винта, образовывая закрытое пространство и никак не давая веществу передвигаться в противоположном направлении. Подобным способом вещество перемещается из-за изменения объёма камеры, что по очереди сообщается с входным и выходным отверстием.
Одной из главных положительных сторон этого вида насосов (согласно сопоставлению с мембранными, плунжерными и поршневыми насосами) является стабильный напор.
Размер полостей между главными рабочими органами насоса (подвижным и статичным) постоянен по всей длине агрегата, из-за чего, течение вещества протекает непрерывно и без пульсаций.
Насосы этого вида функционируют равно, как самовсасывающие, зачастую оборудованы предохранительным клапаном и байпасом.
Используемое уплотнение в винтовых насосах ─ сальниковое либо торцевое.
Тип, к которому относится винтовой насос
Роторные насосы возможно разбить на две большие категории: роторно-поворотные и роторно-поступательные насосы. Как следует из названий данных групп, в первом случае подвижные доли насоса делают только лишь вращательные движения, а во втором случае совершается сочетание вращательного и поступательного движений.
Группа роторно-вращательных насосов показана зубчатыми (шестерёнчатыми) и винтовыми насосами.
В рваных насосах рабочая камера образована недвижимым корпусом и мобильными шестернями, а перемена объёма рабочей камеры поддерживается вращением данных шестерней.
В случае, если конкретизировать систематизацию, то в таком случае зубчатые насосы возможно дополнительно разделить согласно виду зацепления шестерней: с внутренним зацеплением и с наружным зацеплением.
Рабочие камеры винтовых насосов формируют статичный корпус насоса и вращающиеся винты (винт в случае одновинтового насоса). Вращение вокруг собственной оси находящихся в зацеплении винтов формирует «временные» рабочие камеры, передвигающиеся по оси винтов согласно направлению к нагнетательному патрубку, за счёт чего происходит перекачка среды.
Роторно-поступательные насосы представлены шиберными (пластинчатыми) и роторно-плунжерными насосами.
Вращающейся деталью в шиберных насосах считается ротор, обладающий продольными прорезами, в которые вставлены пластины (шиберы). Ротор крутится в цилиндрическом корпусе. При этом ось ротора никак не сходится с осью корпуса. Рабочая камера в подобных насосах ограничивается корпусом, ротором и двумя располагающихся рядом шиберов.
С целью замыкания объёма рабочей камеры шиберы обязаны вплотную примыкать к плоскости корпуса, что достигается центробежной силой, что образуется при вращении ротора и функционирующей шиберы, или же особыми приспособлениями, подобными пружинами, размещёнными изнутри ротора. В связи с конструкцией ротора и количества шиберов пластинчатые насосы бывают однократного, двукратного и т.д. действия.
Роторно-плунжерные насосы представлены радиально-поршневыми и аксиально-поршневыми насосами. Невзирая на то, что в их конструкции используются поршни (плунжеры), данный класс насосов обладает принципиальным отличием от поршневых насосов, поскольку владеет обратимостью, то есть может функционировать равно, как насос, либо, как гидромотор. Конструктивно роторно-плунжерные насосы крайне разнообразны, однако в абсолютно всех вариантах принцип их деятельности базируется в композиции вращательного и поступательного перемещения рабочих органов.