Крыльчатка насоса – виды и особенности, ремонт

Все отрасли промышленности, сельское хозяйство, а также владельцы частных домов используют насосы, как вспомогательное оборудование для перекачивания жидкостей. Агрегатов для перекачивания жидкостей существует около 3 тысяч видов. При выборе аппарата следует учесть назначение оборудования и условия его эксплуатации. Чтобы правильно и с большей эффективностью использовать насосы, надо знать, из каких частей он состоит, как устроен и правила эксплуатации. Основной конструктивный элемент насосного оборудования – крыльчатка насоса, или рабочее колесо.

Устройство и назначение рабочего колеса

Крыльчатка насоса – основной рабочий орган насоса или насосной станции. Рабочее колесо служит для того, чтобы преобразовывать вращательную энергию двигателя в энергию перемещения жидкости.

Жидкость, находящаяся в крыльчатке, за счет движения рабочего колеса, также вращается под действием центробежной силы, генератором которой и является крыльчатка. Благодаря этой силе жидкость перемещается от центральной части рабочего колеса к периферии. Там жидкость под давлением выталкивается в напорный патрубок насосного оборудования.

Цикличность процесса обеспечивает стабильную и бесперебойную работу циркуляционного насоса.

Типы крыльчаток

Крыльчатки существуют различных типов: диагональные, осевые, радиальные. По своей конструкции делятся на открытые, полузакрытые и закрытые.

1. Открытое рабочее колесо представляет собой диск и лопасти, которые находятся на его поверхности. Лопастей зачастую бывает четыре или шесть. Данный вид крыльчатки применяют для перекачивания загрязненной жидкости, с маслянистыми или твердыми включениями, при низком напоре. При такой конструкции колеса удобно очищать его каналы. Отличительная особенность данного вида – это невысокий коэффициент полезного действия, который составляет в среднем 40%. Однако он обладает высоким уровнем износостойкости и легко очищается от различных засорений.
2. У полузакрытого рабочего колеса отсутствует второй диск, что отличает его от закрытого, а лопасти при маленьком зазоре примыкают к корпусу насоса. Этот вид предназначен для перекачивания низкокислотных  жидкостей, а также сильно загрязненных.
3. В закрытом рабочем колесе лопасти располагаются между двумя дисками. Это наиболее востребованный вид, который часто применяют в центробежных насосах. При таком виде крыльчатки насоса, создается мощный напор, утечка жидкости минимальная, и повышенный коэффициент полезного действия.

Способы изготовления закрытых колес отличают их между собой:

• литье;
• штамповка;
• точечная сварка;
• клепка.

Более высокое количество лопастей обеспечивает лучшую эффективность  работы водяных насосов.

Способы посадки колес

Посадочные места крыльчаток на вал двигателя могут быть различные. Так, например, в одноколесных водяных насосах они конические или цилиндрические. Многоступенчатые вертикальные или горизонтальные насосы и насосы для скважин имеют крестообразное, шестигранное посадочное место, или в форме шестигранной звезды.

1. При конической посадке рабочее колесо легко посадить и снять. Недостаток ее состоит в том, что крыльчатка водяного насоса менее точно располагается относительно корпуса в продольном направлении, чем при цилиндрическом способе. Посадка на вал жесткая, двигать колесо нельзя.
2. Точное положение крыльчатки на валу обеспечивает цилиндрическая посадка. Фиксируют колесо при помощи шпонок. Данный вид посадки применяют в вихревых и погруженных вихревых насосах. Недостаток заключается в том, что необходимо точно обрабатывать вал насоса и отверстие в ступице крыльчатки.
3. Шестигранные и крестообразные посадки используют в насосах для скважин. Этот способ обеспечивает легкую посадку и снятие колеса. Фиксирование жесткое.
4. Посадку в виде шестигранной звезды используют в горизонтальных и вертикальных многоступенчатых высоконапорных насосах, крыльчатки в которых изготовляют из нержавеющей стали. Данная конструкция самая сложная и требует высокого класса обработки вала и рабочего колеса.

Эксплуатация, ремонт и обслуживание

Рабочее колесо, или крыльчатка, определяет основные параметры и техническую характеристику помпы или насоса.  От срока службы крыльчатки напрямую зависит и срок эксплуатации самого насоса. Чтобы продлить работоспособность колеса, следует обратить внимание в первую очередь на качество монтажа и условия эксплуатации агрегата.

Качество монтажа

На первый взгляд, ничего сложного, подключить шланг или трубу на всасывающий и напорный  патрубки, заполнить оборудование водой, подключить электронасос к сети. Помпа  работает и подает воду. Однако, на самом деле все сложнее. Часто допускают такие ошибки при монтаже:

1. У входного патрубка насоса больший диаметр, чем у подсоединенной трубы. Происходит увеличение сопротивления во всасывающей магистрали и уменьшается глубина всасывания аппарата, что уменьшает его производительность. При глубине всасывания более 5 метров диаметр магистрали следует увеличить на один типоразмер. Если вместо трубы подсоединяют шланг, то он обязательно должен быть подходящего диаметра и гофрирован. Простой шланг подключать запрещается.
2. На всасывающей магистрали отсутствует обратный клапан с сеточкой.
3. Труба провисает на горизонтальном участке.
4. На всасывании много поворотов и изгибов.
5. В трубопроводе недостаточная герметичность.

Эксплуатация оборудования

К условиям эксплуатации относится работа оборудования в режиме кавитации и «сухой ход».

1. Кавитация. В таком режиме наблюдается недостаток воды на входе. При этом в участке перехода низкого давления на более высокое случается «холодное кипение воды» на поверхности крыльчатки. Скачки давления могут повредить или разрушить гидравлический аппарат. При кавитации повышается шум при работе насоса и можно заметить постепенную эрозию крыльчатки.
2. Режим работы «сухой ход» происходит без протока жидкости. Он возникает при отсутствии воды на входе в оборудование, а также при закрытой задвижке или кране. В таком режиме жидкость в рабочей камере аппарата быстро нагревается и закипает. При этом происходит деформация диффузоров, крыльчатки, трубки Вентури, и затем полное их разрушение. Для предотвращения данных ситуаций устанавливают защиту от режима «сухой ход».

Для увеличения срока эксплуатации помпы или насоса необходимо осуществлять периодический  осмотр оборудования.

Ремонт: снятие крыльчатки

При ремонте насосов чаще всего возникает вопрос, как снять крыльчатку.

1. Необходимо обесточить электродвигатель.
2. Открутить болты крепления помпы к станине.
3. Разъединить фланцы трубопроводов (приходящего и отводящего), раскрутив стяжные болты с гайками.
4. Разъединить промежуточную муфту соединения валов насоса и электродвигателя, перемещая насос по направлению от электродвигателя.
5. Разобрать корпус насоса, раскрутив по окружности «улитки» болты.
6. Удалив шпонку полумуфты с вала, выбить через медную наставку легкими ударами молотка сборочный узел (вал – крыльчатка).
7. Зажав вал в слесарные тиски, надеть и закрепить на крыльчатке съемное приспособление.
8. Поворачивая винтовой вал съемника по часовой стрелке, добиться окончания схода крыльчатки с вала.

Некоторые виды насосов

При делении насосов от цели использования выделяют группы:

1. Погружные:

• скважинного типа;
• дренажные аппараты (отдельно для чистой и грязной воды);
• колодезные.

2. Поверхностные:

• насосные станции;
• фонтанные;
• канализационное оборудование.

По типу энергопитания разделяют на:

1. Электрические.
2. Жидкотопливные.

Также в быту используют крыльчатый ручной насос для колодца.

По способу перекачивания воды:

1. Вихревые.
2. Центробежные.

Самовсасывающие помпы используют для полива сада и огорода, для подъема воды из колодца или скважины. Разделяют их на:

• безэжекторные;
• эжекторные аппараты.

Преимущество насосной станции состоит в том, что она работает при перебоях электроснабжения. Эксплуатация доступная и простая, износостойкий мотор.

Самая распространенная марка водяного насоса на постсоветском пространстве – «Кама». Данная марка имеет различные виды и модели. Этот аппарат, а также саму крыльчатку для насоса «Кама»  можно приобрести в интернет-магазинах.

Устройство вихревого насоса для холодной воды (видео)