Особливості гвинтових насосів: принцип дії та для яких рідин використовувати

Коли потрібно зробити полив на дачі, забезпечити перекачування води з колодязя або свердловини або організувати роботу напірної каналізації використовують гвинтовий насос. Також обладнання застосовують у промисловості та побуті для транспортування в'язких речовин та рідин з великою кількістю твердих домішок. Воно має тривалий робочий ресурс, високонадійну та просту консрукцію.

Виробники випускають гвинтовий насос у 3 варіантах: одногвинтові, двогвинтові та тригвинтові. Кожен із них розроблений під різні умови експлуатації. Перші відносяться до універсальних. Варіант із двома гвинтами застосовують для води, в якій є домішки нафтопродуктів. Тригвинтові найкраще підходять для неагресивних мастил без механічних домішок.

Принцип роботи насосу

Щоб краще зрозуміти принцип роботи пристрою, потрібно знати його конструкцію. Основним елементом є ротор у вигляді гвинта чи шнека. Розташовується він усередині статора – сталевої труби зі спіральним каналом та еластомірною гільзою. Там, де ротор і статор зіштовхуються, є спеціальні водонепроникні ділянки, які розділяють робочу камеру кілька частин. Працюючи устаткування ці ділянки по черзі відкриваються і закриваються.

Головний принцип дії шнекового насоса у переміщенні робочої рідини вздовж валу всередині камери. При вході гвинтових виступів у суміжні канавки між поверхнею корпусу та гвинтовими канавками утворюється спіральна вісь. Таким чином, усередині приладу утворюється замкнутий простір і рідина не виливається з нього назад.

Різновиди установки гвинтових насосів

На ринку промислового обладнання представлені горизонтальні та вертикальні моделі. Відповідно, є 2 варіанти установки – горизонтальний та вертикальний. Але якщо ви думаєте, що ці види монтажу використовують відповідно до моделі насоса, то помиляєтеся.

Якщо користувачеві потрібно заощадити робочий простір або просто недостатньо для горизонтального розташування горизонтальної моделі, її монтують вертикально. Така можливість говорить також про універсальність приладу. Але вертикальну модель встановити горизонтально не вдасться. Вона монтується в ємність лише вертикально.

Застосування гвинтових насосів

Сьогодні обладнання застосовується у багатьох сферах життя. Найчастіше його встановлюють:

• На будівництві для транспортування будівельних сумішей (наливні підлоги, покрівлі тощо).
• У харчовій та фармацевтичній промисловості: найчастіше гвинтові насоси використовують для дозування. Важливо, що тут використовуються не звичайні промислові моделі, а гігієнічні. Вони незамінні у виробництві вина, молочних продуктів, кондитерських виробів.
• На хімічних підприємствах та у виробництві косметики: пристрої відмінно справляються з перекачуванням густих речовин для їх подальшої обробки.
• На свердловинах: продуктивно завантажують брудні рідини з великою кількістю домішок, чисту воду, пісок, нафту, газ.
• У паперовій промисловості: перекачування паперових мас, целюлозно-водяної каші, барвників.

Ці насоси відносяться до найпрогресивнішого та найефективнішого обладнання, оскільки мають дуже високу надійність і без проблем витримують великі навантаження. При покупці такого пристрою рекомендуємо звернути особливу увагу на відомого шведського виробника Tapflo.Їхні прилади користуються великою популярністю в Україні завдяки надійності, довговічності, високій потужності та сучасним технологіям.

Принцип роботи та влаштування гвинтового насоса

Гвинтові насоси активно використовуються в металообробці, хімічній та текстильній промисловості, а також у цілому спектрі сфер, де важливими є надійність техніки, її тривалий робочий ресурс.

Пристрій
Принцип роботи
Сфери застосування обладнання
Види насосів гвинтового типу
Переваги та специфічні особливості

Гвинтові насоси розроблялися безпосередньо для роботи з рідинами та різними розчинами, що характеризуються високими показниками в'язкості.

Влаштування гвинтового насоса

Рух системи у гвинтовому насосі забезпечує циліндричний ротор із спеціальним спіральним жолобом. Цей елемент зовні нагадує звичайний гвинт. Розміщується він усередині сталевого трубчастого статора, оснащеного каналом у вигляді спіралі та еластомірною гільзою.
Спіраль ротора оснащується кількома заходами, у спіралі статора цих заходів завжди буде на один більше, ніж у роторі.
Простір між ротором та статором надійно захищений від проникнення води. Контактна лінія розділяє всю робочу порожнину на кілька окремих частин, які можуть відкриватися та закриватися по черзі.


За рахунок зміни частоти обертання ротора можна контролювати обсяг середовища, що перекачується за допомогою регулювання частотного приводу.
Корпус гвинтового насоса може виготовлятися з міцного чавуну або пластику. Якщо обладнання використовується для викачування середовища зі свердловин, воно поміщається в корпус, виготовлений із марок сталі нержавіючої сталі.

Принцип роботи гвинтового насосу

Рух середовища у гвинтовому насосі відбувається всередині робочої камери вздовж гвинтової осі.Сам гвинт створює цю вісь між гвинтовими та суміжними канавками та стінками робочого корпусу. Ми отримуємо повністю замкнутий простір, середовище в якому запускається в рух механічним шляхом.

Унікальна конструкція насосного обладнання повністю виключає ризик зворотного руху середовища, що перекачується.

Фото: принцип дії

Сфери застосування обладнання

Гвинтові насоси розраховані працювати з великими навантаженнями. Їхня здатність перекачувати високов'язкі рідини знайшла своє застосування в наступних сферах.
1. У харчовій промисловості. За допомогою агрегатів можна не тільки перекачувати продукти харчування, що містять різні тверді включення, а й здійснювати точне дозування. 2. У сфері будівництва. Застосовуються для подачі різних будівельних сумішей, що відрізняються високою густотою. Техніка дозволяє подавати розчини для обладнання покрівлі, наливної підлоги і не тільки. 3. У різних свердловинах. Обладнання дозволяє здійснювати викачування з порожнин, ям, різних свердловин брудну воду, у складі якої є чимало твердих елементів. 4. У хімічній промисловості. Застосовуються для перекачування агресивних речовин високої в'язкості.

Види насосів гвинтового типу

Шнекові. Техніка, що використовується в харчовій та хімічній промисловості, для роботи з високоабразивним середовищем. Перекачування сумішей можливе як у вертикальному, так і в горизонтальному напрямку. Часто застосовується для підняття води із свердловин різної глибини.

Фото: шнекові насоси Вибрати та купити шнековий насос можна в нашому каталозі. Штангові. Призначені для роботи в нафтовидобувній та нафтопереробній промисловості. Експлуатуються для роботи із середовищами високої в'язкості. У конструкції штангових агрегатів є обертальна колона і гирловий сальник.Привід устаткування, зазвичай, має поверхневу установку. Техніка коштує дорого, але відрізняється значною продуктивністю.
Вакуумні. Включають у своїй конструкції два ротори гвинтового типу, які обертаються одночасно, але в протилежні один від одного боку. Це призводить до того, що потрапляє всередину робочої камери перекачується середовище виявляється в просторі між циліндром і порожнечею, що утворюється гвинтами, а після перекачується у вихідний отвір.

Переваги та специфічні особливості гвинтових насосів

• Здатність насосів без шкоди конструктивних елементів обладнання перекачувати рідини, у складі яких містяться у великому обсязі тверді речовини;
• Техніка не створює пульсації у процесі перекачування;
• Насоси мають здатність піднімати рідину з великої глибини (залежно від моделі - до 8,5 метра);
• Працюють практично безшумно, мають компактні розміри;
• Не потребують регулярного, дорогого обслуговування.

Гвинтові насоси – пристрій, принцип роботи, відмінності від відцентрового та лопатевого обладнання

Гвинтовий насос – це агрегат, призначений для перекачування розчинів та рідин підвищеної в'язкості. Таке обладнання використовується в багатьох сферах промисловості – текстильному хімічному та металообробному виробництві. Гвинтові насоси мають просту конструкцію, відрізняються надійністю і тривалим робочим ресурсом.

Влаштування гвинтового насоса – з чого складається прилад?

Основним елементом гвинтового насоса є ротор. Він має циліндричну форму та спіральний жолоб, що нагадує гвинт або шнек. Ротор розташований усередині статора, з еластомерною гільзою і спіралеподібним каналом. Сам статор має форму сталевої труби.Роторна спіраль може бути обладнана кількома заходами. При цьому статорна спіраль завжди обладнана одним заходом більше.

Уздовж контактної лінії між статором та ротором розташовані захищені від проникнення води ділянки, що розділяють робочу порожнину насоса на кілька частин. Завдяки особливому розташуванню ротора в статорі, ці ділянки по черзі відкриваються та закриваються.

Регулювання обсягів рідини, що відкачується здійснюється за допомогою зміни кількості оборотів ротора. Для цього слід використовувати частотний привід.

Всі елементи насоса поміщені в міцний корпус із пластику або чавуну. При цьому, якщо використовується гвинтовий насос для свердловини, його корпус виготовляється з нержавіючої сталі.

Принцип дії та призначення приладу

Принцип дії кожного гвинтового агрегату ґрунтується на переміщенні рідини вздовж гвинтової осі всередині камери. Вісь утворюється між поверхнею корпусу та гвинтовими канавками шляхом входження гвинтових виступів у суміжні канавки. Завдяки такому принципу роботи, всередині приладу створюється замкнутий простір, який дозволяє рідини переміщатися з приладу.

В наші дні гвинтові насоси використовуються у багатьох сферах життєдіяльності людини. Найчастіше це обладнання застосовується:

• На харчових фабриках – при виробництві продуктів харчування агрегати застосовуються як дозатори;
• У будівництві – насоси використовуються для подачі сумішей, що використовуються з метою виробництва наливної підлоги та покрівлі;
• На свердловинах прилади викачують забруднену воду з великою кількістю домішок. Гвинтовий насос свердловин може використовуватися, як для джерела з чистою водою, так і для свердловини з піском;
• У хімічній промисловості гвинтові насоси перекачують великі обсяги густих речовин для їх подальшої обробки.

Висока надійність та здатність працювати під високими навантаженнями робить гвинтові насоси одним з найпрогресивніших видів насосного обладнання.

Випробування

Основним критерієм випробування на всі види насосів є обсяг рідини, що перекачується під заданим тиском за одиницю часу. Враховуючи специфіку конструкції при зміні заданої величини тиску можна визначити неправильно витриманий зазор між ротором і обоймою, або неправильно встановлений кут нахилу зубів, чи кількість обертів за хвилину ротора.

Також важливим чинником випробувань цього виду насоса вважається його збалансованість (відсутність вільних коливань під час обертання валу). Своєчасно усунений дисбаланс мас по осі ротора може продовжити йому життя, і заощадити кошти на його подальшому обслуговуванні.

Оцінюючи нового устаткування проводиться аналіз конструкції на рентабельність (окупність). Це означає, що знову виготовлений насос повинен при однакових з аналогом характеристиках пропускної здатності рідини (газу), що перекачується, повинен мати знижену витрату електроенергії (враховуючи ряд можливих припущень з кутами нахилу валу це цілком допустимо, застосувавши, допустимо, змінюється по осі валу кут нахилу зубів) , так само важливий матеріал, з якого виготовляється насос. Його ціна та механічні характеристики (стійкість до агресивних середовищ, теплопровідність) відіграють важливу роль у вартості обладнання та його надійності.

Переваги та недоліки гвинтових насосів

Високий попит на гвинтові насоси обумовлений безліччю їх переваг. Серед них слід виділити:

• Високий ККД приладів – від 50 до 70%;
• Агрегати здатні працювати з дуже в'язкою рідиною, створюючи напір набагато вищий, ніж імпелерні помпи;
• Гвинтові насоси здатні перекачувати рідини з великою кількістю твердих домішок;
• Принцип роботи гвинтового приладу унеможливлює утворення пульсацій, які характерні для обладнання інших видів;
• Гвинтові насоси є приладами, що самоусмоктують, а максимальна глибина забору рідини може становити 8,5 м;
• Прилади відрізняються компактністю та низьким рівнем шуму;
• Завдяки високій надійності, гвинтові насоси вкрай рідко вимагають ремонту і не потребують частого обслуговування.

Як і інші види насосів, гвинтове обладнання має слабкі сторони. Перший мінус полягає у високій вартості агрегатів, через що використовувати їх на своєму виробництві можуть дозволити собі далеко не всі підприємства. Другий недолік полягає у відсутності можливості регулювання обсягів рідини, що відкачується.

Правила встановлення

Для того, щоб занурювальний гвинтовий насос прослужив якомога довше, під час монтажу повинні дотримуватися наступних правил:

• Водопідйомна труба повинна витримувати найбільший тиск у системі та відповідати розмірам вихідного патрубка.
• Гнучкий шланг повинен виключати утворення скруток та перегинів.
• Підйом-опускання обладнання має здійснюватися за допомогою нейлонового або сталевого троса. У жодному разі насос не повинен підвішуватися за електропровідник.
• Діаметр обсадної труби повинен дозволяти вільно проходити обладнання з урахуванням кабелю та труб.
• Насос не повинен знаходитись від дна свердловини нижче ніж на 0,5 м.
• Агрегат не повинен качати воду при закритій водозапірній арматурі.
• Насосне обладнання має оснащуватись захисним датчиком сухого ходу.
• Електрокабель не повинен перебувати в бухті, оскільки це призведе до перегріву та плавлення ізоляції.

Порада! Якщо модель не оснащується із заводу зворотним клапаном, його необхідно встановити під час монтажу – на вихідну трубку перед водозабірною магістраллю.

Види гвинтового насосного обладнання

Так як гвинтові прилади задіяні в багатьох сферах застосування, вони відрізняються особливостями конструкції. За своїм пристроєм агрегати поділяються на такі типи:

• Шнекові насоси – ці агрегати призначені для перекачування великих обсягів агресивних хімічних та абразивних речовин. Шнековий прилад ефективно працює як у вертикальному, так і в горизонтальному положенні. Нерідко таке обладнання використовується для води із свердловин та глибоких колодязів. Шнекові агрегати мають просту конструкцію і порівняно невисоку вартість;

• Штангові насоси – такого роду пристрої використовуються для високов'язких середовищ у підприємствах з видобутку та переробки нафти. У конструкцію штангового насоса входить гирловий сальник, обертальна колона та поверхневий привід. Агрегати цього типу відрізняються високою продуктивністю та досить високою вартістю;

• Вакуумні насоси – ці агрегати обладнуються двома гвинтовими роторами, що обертаються на протилежні сторони.Завдяки такій конструкції вакуумного насоса рідина спочатку потрапляє в область між гвинтовими камерами і циліндром, а потім потрапляє в отвір для вихлопних газів.

Гвинтовий насос для в'язких рідин показує високу продуктивність, проте ефективність роботи пристрою багато в чому залежить від правильності його використання. У зв'язку з цим перед тим, як купувати прилад для побутових або промислових цілей, потрібно переконатися у його відповідності до обраної області застосування.

Область застосування шнекових агрегатів

Важливим моментом назвемо те, що шнековий насос призначений для перекачування не лише води, а й пари, газу та інших рідин. Вода, яка піднімається зі свердловини, служить для різних цілей:

1. Питна та розв'язання різних побутових завдань.
2. Наповнення резервуару, фонтану та басейну.
3. Для живлення зрошувальної та краплинної системи поливу.
4. Для накопичення різних ємностей, наприклад, бойлерів та нагрівальних котлів.

Для застосування шнекових агрегатів слід враховувати всі конструктивні особливості такого пристрою. Найчастіше встановлюються шнекові насоси:

1. Водопостачання заміської ділянки. Багато дачних ділянок розташовані на великій відстані від центральної мережі водопостачання.
2. Деякі моделі характеризуються тим, що можуть проводити повне чи часткове очищення води.
3. Подача рідини із колодязів. Конструктивні особливості визначають те, що пристрій може експлуатуватися навіть при сильному засміченні ємності. Пристрій шнекового насоса забезпечує необхідний тиск у трубопроводі.
4. Деякі моделі встановлюються під час проведення будівельних робіт для відкачування ґрунтових чи талих вод.Прикладом можна назвати також перекачування фарб та інших подібних речовин.

Основні експлуатаційні характеристики визначають широке поширення шнекових агрегатів у різних галузях промисловості.

Який насос краще – відцентровий чи гвинтовий насос?

Багато людей, які хочуть купити насос для побутових цілей, замислюються про те, що краще - відцентровий або гвинтовий насос.

Центробежний насос — досить дорогий прилад, який добре впорається із забезпеченням водою заміського котеджу. Ці насоси можна використовувати як для свердловин, так і для колодязів. перекачування чистої води, має високий ККД та споживає невелику кількість електроенергії. Відцентрові насоси відрізняються високою надійністю та тривалими термінами експлуатації.

Гвинтові насоси використовуються переважно в промисловості. Набагато рідше занурювальний агрегат такого роду застосовується в побуті та господарстві. 150 г/м3 рідини.

Вибір насосного обладнання в основному залежить від води, яку він перекачуватиме. Якщо агрегат потрібен для подачі чистої питної води, то краще вибрати відцентровий насос.Якщо рідина потрібна для поливу, то краще віддати перевагу гвинтовому обладнанню.

Гвинтові та лопатеві насоси – у чому відмінності?

Більшість недосвідчених покупців часто помиляються, приймаючи лопатевий насос за гвинтовий. Відмінності між агрегатами цих видів полягає в сферах застосування та характеристиках агрегатів.

Гвинтові пристрої здебільшого використовуються у промислових цілях, набагато рідше – у побуті. Серед їх переваг слід виділити:

• Рівномірний обсяг подачі рідини, що перекачується;
• Здатність до самоусмоктування;
• Відмінно збалансована конструкція;
• Агрегат ефективно працює навіть за наявності у рідині твердих домішок;
• Висока міцність деталей.

До недоліків гвинтових насосів відноситься висока вартість обладнання, великі габарити, підвищене тертя його запчастин, високий рівень шуму та неефективне охолодження.

Лопатеві насоси застосовуються в побуті. Насос лопатевий відцентровий має такі переваги:

• Простота в експлуатації та обслуговуванні;
• Можливість підключення до одного трубопроводу відразу кількох лопатевих насосів;
• Скромні габарити та вага;
• Низький рівень шуму під час роботи;
• Невисока вартість більшості моделей;
• Наявність ефективної системи охолодження.

Серед мінусів ролико-лопатевого насоса слід виділити відсутність можливості працювати із забрудненою водою. Насос лопатевий відцентровий має низький ККД, а, при звуженні проточних каналів, більшість агрегатів перегріваються, що призводить до їхньої поломки. Для виробництва більшості моделей використовуються важкі сталеві запчастини, які у парі з легким пластиковим корпусом погіршують баланс та стійкість приладів.

Важлива характеристика насоса лопаті – це його продуктивність. Вона сильно залежить від якості води та потужності агрегату. Якщо насос не має високої потужності, то він не перекачуватиме необхідну для обслуговування приватного будинку кількість рідини. Тому для заміського житла слід вибирати потужніше обладнання, покупка якого обійдеться набагато дорожче.

Деталі

Особливості пристрою

Гвинтові насоси бувають стандартними, також вони виступають як глибинні установки. Стандартні конструкції ставлять у колодязях, свердловинах, що мають глибину до піщаного водоносного горизонту. Насоси мають компактні розміри, невелику вагу (у корпусу діаметр не більше 250 міліметрів). Воду можна викачувати з відривом до двадцяти п'яти метрів.
В артезіанських свердловинах використовують глибинні насоси. Вони оснащені подовженим шнеком, який може створювати високий рівень тиску. Пристрої відрізняються великою продуктивністю, але такі насоси коштують дорожче. Насоси здатні викачувати рідину з глибини до 200 метрів і більше.

Коли вибирають тип пристрою, треба враховувати параметри свердловини. Важливо знати обсяг рідини, на якій глибині знаходиться водоносний пласт. Також враховують показник потужності насоса, різновид електродвигуна, який є приводом для шнека. Вода подається, коли працює двигун, потрібно організувати резервний пристрій як джерело живлення, можна у вигляді генератора, що має привід, який стояв у двигуні внутрішнього згоряння.

У стандартних насосів двигуни зі змінним струмом, які можна підключати до звичайних розеток 220 вольт. Вони поглинають енергію до 1.5 кіловат на годину.Однак рекомендують з метою безпеки виділяти для них окрему лінію. Ланцюг оснащують автоматичним запобіжником, який відключить двигун, якщо трапиться коротке замикання, заклинювання шнека, або ротора.

Як встановити насос гвинтового типу

Встановлюють насоси вручну. До насоса підводять кабель електроенергії із напірним рукавом. Насамперед треба прорахувати глибину розташування насоса. Далі на рукаві або кабелі ставлять позначку. Іноді додатково на деталях конструкції ставити спеціальний трос для монтажу.

Насос має поплавець, який спрацьовує, коли в колодязі немає води. Щоб він працював справно, перевіряють якість підключення запобіжного пристрою. Заводська інструкція містить відомості про те, як це зробити.

Коли насос встановлюють на потрібну глибину, кріплять трос, щоб утримати пристрій у потрібному положенні. Не слід в цих цілях застосовувати шланг для створення напору або кабель, вони не впораються з навантаженням. Потім підключають електрику.

Увага! Якщо насос встановлений правильно, то під час роботи він не видає стукіт, вібрацію, вода надходить постійно.

Відомі марки насосів

Щоб встановити насос у свердловину з малим діаметром до ста двадцяти сантиметрів, підходять насоси Водолій. Їх виробляють в Україні. Пристрої мають доступну ціну, можуть перекачувати агресивні середовища.

Як аналоги виступають насоси Беламос, що також виготовляються в Україні. Корпус з іншими зовнішніми деталями виготовлений з нержавіючої сталі. Насос має датчик, який спрацьовує, якщо перегріється пристрій.

Апарати марки Вихор виготовляють у Росії. Матеріал корпусу нержавіюча сталь. На ньому є гачки, щоб встановлювати страховий трос.Насоси можна занурювати до тридцяти п'яти метрів у глибину, двигун має потужність 550 ват.

Бюджетним варіантом є китайська марка UNIPUMP. Насоси виготовляють із сталі, можуть довго перекачувати воду, що містить пісок, глину.

Пристрої марки GRUNDFOS використовують для перекачування води у свердловинах завглибшки не більше 55 метрів. Вирізняють різні модифікації насосів, у яких різний діаметр у корпусу, рівень продуктивності. Найменший діаметр дорівнює 75 міліметрів. Насоси влаштовані так, що ротор плавно розганяється для роботи. Вони захищені від перепадів електропостачання. Усі комплектуючі виготовлені з якісного матеріалу. Коштують вони від 40 000 до 45 000 рублів.