Виды и типы насосов Статья

Насосом называют гидравлическую машину, которая преобразовывает различные виды энергии в энергию потока жидкости. В нашей статье мы подробно поговорим про разные виды насосов, про их классификацию, расскажем о том, как они работают, разберем самые популярные вопросы. В настоящее время существует более 2500 видов насосов, а уж сколько их моделей, наверное, не знает никто.

Классификация насосов

Существует множество вариантов классификации: по конструкции, реализации, типу перекачиваемой среды, потребляемой энергии и другие, но, на наш взгляд, основной является классификация по принципу их действия. Именно с этого мы и начнем. Разберем самые распространенные типы и принцип их действия.

Насос для воды

Объемные насосы

Очень распространенный тип, который включает в себя несколько подвидов. Принцип действия основан на вытеснении жидкости из рабочей камеры, к их общим признакам относят:

• Герметичность;
• Цикличность – в данном случае подача жидкости осуществляется порциями, а не равномерно;
• Способность к самовсасыванию.

А теперь разберем самые распространенные виды объемных насосов, а также поговорим про их преимущества и недостатки.

Импеллерные

Принцип работы импеллерного насоса основан на вращении ротора с установленными на нем гибкими пластинами. Эти пластины сжимаются, когда проходят усеченную часть (где расстояние между корпусом и ротором минимальное). Их изготавливают из специальных материалов, которые накладывают определенные ограничения на импеллерный насос. К существенным недостаткам такой конструкции относят присутствие деталей, которые изнашиваются, ограничения по средам, которые можно перекачивать, выход из строя рабочего колеса при работе «впустую», а также определенные ограничения по температуре жидкости, с которой может работать данный тип.

Однако есть и ряд преимуществ. Прежде всего, это простота и производительность конструкции, а также способность работать даже с вязкими материалами (степень вязкости ограничена характеристиками импеллерных насосов). Имеют возможность менять направление (функция реверса), в рабочей камере нет неактивных зон, где перекачиваемая жидкость будет застаиваться. Кроме того, они достаточно просты в обслуживании.

Винтовые

Устройство винтового насоса очень простое: в корпусе находятся несколько роторов, которые вращаются внутри статора. Жидкость перемещается во время вращения роторов вдоль оси винта. Могут использоваться для перекачки жидкостей (в том числе и различной степени вязкости), пара или газа, также могут выдерживать большое давление. В настоящее время это один из самых распространенных типов насосов, который используется даже в нефтяной промышленности.

К преимуществам относят простоту и эффективность конструкции, равномерную перекачку, способность к самовсасыванию, возможность организовать на выходе высокое давление, а также тихую работу (впрочем, уровень шума может быть различным и зависит от конкретной модели). Но есть и недостатки: хоть конструкция и простая, но изготовить ее сложно и дорого, ведь для нормальной производительности нужно изготовить очень точные винты. Также отсутствует возможность регулировки рабочего объема. Винтовые насосы нельзя запускать вхолостую, так как из-за этого сильно увеличивается коэффициент трения, что может привести к его перегреву и поломке.

Схема винтового насоса

Пластинчатые

Работают на принципах пластинчатой гидромашины, устройство можно посмотреть на картинке снизу. К достоинствам данного типа относят невысокий уровень шума, возможность регулировки рабочего объема (это делают не всегда), а также относительно ровная подача. Однако, недостатки очень существенны, что серьезно ограничивает распространение данного типа. Прежде всего, сама конструкция достаточно сложная и плохо пригодна к ремонту. Рабочее давление низкое (в сравнении с многими другими типами насосов), а при низких температурах пластины начинают залипать. Именно поэтому пластинчатые насосы широко используются лишь в некоторых сферах.

Схема пластинчатого насоса

Поршневые

Поршневые насосы можно отнести к достаточно распространенным. Принцип работы простой: движение поршня создает пустоту в полости, куда поступает жидкость. При движении поршня в обратном направлении, клапан закрывается и не допускает вытекание жидкости обратно. Главный недостаток в такой схеме работы в том, что жидкость будет двигаться неравномерно. Это решают установкой нескольких поршней, что делает движение более равномерным, без выраженных скачков.

Это один из самых древних типов, который использовался еще до нашей эры, тогда для движения поршня использовали мускульную силу. К их преимуществам относят надежность, производительность, КПД (это актуально для насосов с несколькими поршнями), а также способность начинать работу будучи незаполненным (в определенных ситуациях это очень важный параметр).

Мембранные

В мембранном насосе в качестве рабочего органа выступает гибкая пластина, которая может изгибаться. В действие ее может приводить либо пневматический привод (в данном случае можно говорить о работе при изменении давления воздуха), либо механический привод. Данный тип насоса используется в основном в промышленности: в химической, пищевой, нефтяной.

К преимуществам относят простоту и надежность конструкции, в которой отсутствуют вращающиеся детали. Если привод пневматический, то это позволяет безопасно работать с горючими жидкостями (этим и обуславливается использование мембранных насосов в пищевой и в химической промышленностях). Однако, есть и недостатки: мембрану необходимо часто менять, кроме того, клапаны могут выходить из строя при загрязнении, что также потребует их замены или очистки. С другой стороны, техническое обслуживание данного типа насоса очень простое.

Динамические насосы

Главной особенностью динамических насосов, в отличие от объемных, является то, что жидкость (или иная среда) постоянно сообщается как с входным, так и с выходным патрубками, что позволяет создать равномерную подачу. Их также существует много различных типов, остановимся на самых распространенных.

Центробежные

В центробежных насосах среда движется за счет вращающихся лопастей ротора. Могут перекачивать как жидкости, так и газы (в данном случае их называют компрессорами). А целом, устройство достаточно сложное, но сам принцип действия простой. Минусом является большое количество вращающихся и двигающихся частей. Выпускаются в различных вариантах, при этом коэффициент полезного действия центробежного насоса может быть до 92, что достаточно высоко. Используются в множестве сфер, есть даже специальные модели для космических аппаратов, которые отвечают за терморегуляцию.

Схема, принцип работы центробежного насоса

Вихревые

Вихревые насосы преобразовывают механическую энергию в энергию потока за счет образования вихрей в рабочей камере. Это достаточно распространенный тип насоса, про который мы написали отдельную статью.

Осевые

Принцип работы осевых насосов во многом схож с центробежными, однако в данном случае жидкость движется вдоль оси. Движение также равномерное, кроме того, данный тип насосов предназначен для перекачки очень больших объемов. Существует две разновидности: поворотно-лопастные и пропеллерные, также есть осевые компрессоры, которые предназначены для перекачки газов.

Виды насосов

Выше мы говорили про классификацию по принципу действия, где выделили две больших группы, каждая из которых включает множество видов. Но если говорить об использовании насосов в быту, то здесь их обычно разделяют по совсем иным факторам. Например, по расположению относительно среды, которую нужно перекачивать. Выделают погружные и поверхностные, которые, в свою очередь, делятся на разные классы (преимущественно по назначению, это самый популярный способ классификации). В каждом классе могут быть разные типы насосов по принципу действия, о чем мы подробно расскажем ниже.

Погружные насосы

Погружные насосы полностью помещают в воду, как корпус, так и двигатель (хотя, в некоторых случаях последний может быть и снаружи). Их главная особенность – возможность перекачивать воду с очень больших глубин. Обычно это динамические насосы, среди которых самыми распространенными являются вибрационные и центробежные. Для разных целей выпускают разные насосы, чаще всего можно встретить три вида.

Погружной насос для дома

Дренажные

Дренажные насосы применяют там, где вода очень грязная. Ее откачивают из подвалов, канав, ям и т.д. Конструкция большинства моделей подразумевает возможность перекачивать воду с посторонними твердыми или вязкими включениями и это главная особенность данных насосов. Некоторые модели даже имеют измельчители. Их могут применять и в сельском хозяйстве для полива, там, где нет возможности забирать чистую воду. Кстати, канализационные насосы также можно отнести к дренажным.

Колодезные

Наиболее распространенный тип, который можно увидеть практически на каждой даче. Колодезные насосы чаще всего бывают вихревые, но встречаются и другие типы. Предназначены для перекачки чистой воды с небольших глубин, в грязной воде их использовать нельзя. В продаже можно увидеть множество моделей, главное отличие между ними – мощность.

Скважинные

Являются разновидностью колодезных, отличаются меньшим диаметром. Как понятно из названия, скважинные насосы предназначены для перекачки воды из скважин, могут работать на больших глубинах, допускается перекачка воды, которая содержит незначительно количество посторонних примесей (впрочем, это зависит от конкретной модели.

Поверхностные насосы

Главная их особенность в том, что мотор не расположен непосредственно в воде. Их устанавливают рядом, а в воду опускают водозаборный шланг. Всего их существует более ста видов, каждый из которых используется для определенных задач.

Насосные станции

Наиболее распространенный тип. Принцип работы насосной станции может быть разным, но наиболее распространенный тип это двигатель и накопительный бак. То есть, насосная станция закачивает воду в накопительный бак, в котором вода находится под давлением, после его заполнения мотор отключается. Когда нужна вода, человек открывает кран и вода под давлением начинает течь. Соответственно, чем больше объем бака, тем реже работает мотор (хотя, это также зависит и от частоты использования воды).

Насосная станция – один из самых простых и недорогих способов обеспечить водоснабжением дач или загородный дом. Кроме того, если бак заполнен, водой можно пользоваться даже тогда, когда отсутствует электричество, что является существенным плюсом.

Насос поверхностный, насосная станция

Самовсасывающие

Один из самых простых типов, которые отличаются очень простым устройством и высокой надежностью. Они делятся на два типа: эжекторные и безэжекторные. В первом случае присутствует эжектор, в котором создается вакуум и за счет этого происходит всасывание воды. Во втором случае забор воды происходит с помощью гидравлики. К недостаткам относят небольшую высоту подъема воды (для безэжекторных моделей).

Это не все типы, есть также фекальные, фонтанные и т.д. Главным недостатком поверхностных насосов являются сложности с их использованием зимой. Например, насосные станции, которые расположены на открытом воздухе, при отрицательных температурах использовать не получится. Это решают установкой в отапливаемом помещении, но даже при этом все равно требуется обогрев шлангов.

Как выбрать насос?

Выше мы рассказали лишь о нескольких видах и типах насосов, но даже их достаточно много, поэтому выбор может быть достаточно сложным. По большому счету, правильный выбор сводится к определению задач и целей, а также условий эксплуатации, под которые и выбирается наиболее подходящая модель. Ниже мы поговорим об основных параметрах, а также разберем типичные ошибки покупателей.

Пропускная способность

Пропускная способность это ключевая характеристика, на которую обращают самое пристальное внимание, а вот про другие уже попросту забывают. Конечно, определить необходимый параметр достаточно просто: нужно лишь знать, сколько воды может тратиться единовременно, то есть, отталкиваться от максимальных значений. Почему? Все просто: в этом случае будет запас и не будет ситуаций, когда при открытии двух кранов напор становится очень слабым. Обычно определяют это значение и делают запас около 20-30%. Например, если в доме есть туалет, ванная и кухня, которые могут использоваться в одно время, будет достаточно насоса с пропускной способностью около 2 кубических метров в час.

Разумеется, если речь идет о поливе участка, периодическом заполнении водой емкостей, в данном случае пропускная способность принципиального значения не имеет, она будет влиять лишь на скорость заполнения этих емкостей, ну а для полива будет достаточно практически любого насоса (за некоторыми исключениями, но, полив и орошение – это отдельный разговор).

Выбираем насос, напор и давление, вода

Напор

Напор показывает высоту, на которую насос способен закачать воду. Эта характеристика может быть обозначена либо в метрах, либо в барах, либо в атмосферах (технических). В последнем случае, одна атмосфера – чуть меньше 10 метров. То есть, насос с напором 3 атмосферы способен перекачивать воду на высоту до 30 метров. Однако, чаще всего этот параметр указывает в барах. Также отметим, что «напор» - обиходное слово, правильно говорить – «давление». 1 бар примерно 110 сантиметров. В принципе, большой разницы между атмосферой и баром нет, кроме тех случае, когда нужна исключительная точность расчета.

Соответственно, нужно выбирать насос с таким напором (давлением), который решает ваши задачи и имеет небольшой запас. Впрочем, если говорить про использование в быту, на этот параметр обращают внимание очень редко. Просто потому, что даже самые дешевые модели (в районе 1000 рублей) имеют данный показатель на уровне от 2 до 4 бар, чего чаще всего более чем достаточно (для справки, высота пятиэтажного дома в среднем около 19-20 метров).

Параметры воды

Насосы могут предназначаться как для чистой, так и для грязной воды. Последние стоят дороже, но если вам необходимо перекачивать воду, в которой много грязи, другого выбора у вас нет. А если использовать обычный насос для перекачки грязной воды, то он попросту быстро выйдет из строя, вне зависимости от его типа. Также обратите внимание на допустимую температуру воды, при этом если с отрицательной все понятно, то не все знают, что некоторые насосы не могут работать с горячей водой.

Это все параметры, на которые нужно обратить внимание. Конечно, их гораздо больше, но мы решили не усложнять стать. Да и каждый тип насоса имеет свои особенности и дополнительные функции, которые могут быть как важны, так и бесполезны.

Ошибки при покупке насоса

Люди делают ошибки при покупке абсолютно любых товаров и насосы не являются исключением. Мы упомянем лишь пять самых распространенных, не повторяйте их.

Выбор насоса исключительно по цене – первая ошибка. Конечно, обычно у человека есть определенный бюджет, но мы говорим о том, что люди зачастую смотрят только на цену, при этом, не обращая внимания на тип, параметры и т.д. Это ошибка, которая может привести к тому, что оборудование не будет справляться со своими задачами на сто процентов или вообще не сможет работать.

Ко второй ошибке отнесем ошибки в подборе режима эксплуатации. Все дело в том, что не все насосы могут работать без перерывов или на протяжении длительного времени. Что интересно, это относится не только к дешевым моделям, но и к дорогим и обуславливается особенностями конструкции. Например, импеллерные насосы при постоянной эксплуатации могут быстро выйти из строя, так как большинство моделей предназначены для периодического включения. Поэтому, если вам необходима длительная эксплуатация, то отнеситесь к выбору гораздо более ответственно.

Люди думают, что насосы от европейских или российских производителей лучше, чем китайские. Это отдельный и очень долгий разговор, скажем лишь то, что большинство «российских» насосов производят в Китае (это можно отнести и ко многим другим инструментам и оборудованию). Но и европейские бренды по большей части производятся в Китае. Это объясняется более дешевой рабочей силой, наличием производственных мощностей. Что касается качества, то все зависит от контроля со стороны заказчика и его технических заданий. Условно, на одной фабрике могут делать как плохие насосы, так и очень хорошие. Поэтому не думайте, что очень дорогие бренды значительно лучше неизвестных. Да, они лучше, но не на такую разницу в цене (в которую, кстати, входит еще и продвижение этого бренда). Самое дорогое – переплата, самое дешевое – скорее всего плохое, поэтому смотреть правильно на средние цены.

Игнорирование законов физики и гидравлическую схему – распространенная ошибка. Конечно, каждый человек не обязан в этом разбираться, но вам как минимум стоит подумать и спросить (у продавца или на профильных форумах). В противном случае насос может перегреваться, выходить из строя, да и напор воды будет попросту слабым. А иногда люди покупают поверхностные насосы и удивляются, почему они не качают воду из скважины или глубокого колодца.

Пятая ошибка – выбор неправильного типа насоса. Чаще всего она возникает из-за желания сэкономить деньги. Однако отметим, что это редко относится к использованию в быту, чаще всего речь идет о каком-либо производстве.

Вам может показаться, что мы написали слишком длинную статью про обычные насосы, но, как вы видите, все не так просто, как кажется на первый взгляд. Ведь главная задача при покупке любого оборудования – купить то, что нужно и то, что будет надежно. Насосы не являются исключением. И если вы не хотите потратить деньги впустую, нужно хотя бы немного разбираться в этой теме.