Что такое вертикальный турбинный насос и как он работает?

Вертикальный турбинный насос популярен при работе с глубокими скважинами, но насколько хорошо вы в нем разбираетесь? В этом обзоре вы найдете все, что вам нужно знать о значении, работе и типичном применении насоса в различных отраслях и условиях.

Что такое вертикальный турбинный насос?

Вертикальный турбинный насос - это удлиненный центробежный насос для больших глубин. Он отлично справляется с добычей из глубоких скважин и распределением высокого давления, что делает его универсальным устройством для различных целей.

"Вертикальный" означает вертикальную ориентацию, а "турбинный" - вращающиеся крыльчатки, которые работают как турбины. Крыльчатки вращают среду по окружности, продвигая ее вверх по узлу и к выходу.

Он находит широкое применение, например, для откачки воды из глубоких колодцев и шахт, распределения воды, пожаротушения и очистка сточных вод. К другим относятся ирригация, обезвоживание, HVAC и промышленные процессы.

Запчасти для вертикальных турбинных насосов

Изучение устройства насоса необходимо для понимания его работы и ухода за ним. Ниже перечислены его основные части, начиная с верхней.

Двигатель/привод в сборе

Привод - это либо двигатель, либо электродвигатель. Он обеспечивает кинетическую энергию, необходимую устройству для работы, и обычно устанавливается на верхней части (напорной головке). Отсюда через вал он соединяется с крыльчаткой или крыльчатками.

Разгрузочная головка

Разгрузочная головка - это верхняя часть. Она поддерживает двигатель/привод и обеспечивает точки подключения (выходы) для нагнетательных трубопроводов. В ней также имеются уплотнения и различные другие детали, включая фланцевые соединения и клапаны.

Сборка колонны

Колонна в сборе - это средняя часть. В ней расположены линейный вал, втулка вала и опорные подшипники. Она выдерживает давление жидкости при работе двигателя и должна быть достаточно прочной, чтобы не повредиться.

Сборка чаши

Носовой узел содержит рабочее колесо и всасывающий колокол. Он позволяет жидкости плавно, без турбулентности, входить в насос и достигать лопастей рабочего колеса для ускорения.

Принцип работы вертикального турбинного насоса

Вертикальный турбинный насос работает в три основных этапа: всасывание, разгон и нагнетание жидкости. Вот что происходит на каждом этапе и как они помогают перекачивать жидкости.

Всасывание жидкости

Жидкость поступает в устройство под низким давлением, что облегчается вращением крыльчатки. Теперь крыльчатка вращается с очень высокой скоростью при помощи вала.

Как мы видели ранее, вал получает энергию от привода, расположенного над корпусом или узлом. У погружных насосов двигатели находятся в чаше.

Ускорение жидкости

Вращающееся рабочее колесо воздействует на жидкость, повышая ее давление. В многоступенчатых типах жидкость поднимается по колонной трубе и выходит через напорный патрубок. В многоступенчатых типах жидкость проходит через различные рабочие колеса.

Стадия разряда

Теперь жидкость находится под высоким давлением. Напорная головка выпускает ее, направляя в выходную трубу или трубы. Теперь вода находится под высоким давлением и с большой скоростью, что позволяет перемещать ее на большие расстояния.

Типы вертикальных турбинных насосов

Вертикальные турбинные насосы выпускаются в различных исполнениях и конструкциях. Они подходят для различных целей в зависимости от требований проекта. К ним относятся описанные ниже.

Турбинный насос с линейным валом

В этом типе мотор или двигатель подвешен над перемещаемой жидкостью. В основном он подходит для неглубокого применения, например, для резервуаров и других емкостей.

Погружной турбинный насос

Погружные типы работают внутри жидкости. Двигатель обычно находится в сборке и герметично закрытый. Погружные насосы лучше всего подходят для глубинной перекачки, где длина может не достигать уровня жидкости.

Консервированный турбинный насос

По своей конструкции они напоминают банки. В банках находятся отдельные крыльчатки. Такая конструкция обеспечивает различные преимущества, например, повышенную эффективность и мощность.

Радиальный и осевой турбинный насос

У радиального типа рабочее колесо установлено перпендикулярно валу. Такая конструкция увеличивает напор, что делает насос более эффективным для больших высот.

У осевых типов рабочие колеса установлены параллельно валу. Они имеют низкий напор, но обеспечивают хороший поток и лучше всего подходят для перекачивания на небольшой высоте.

Турбинный насос смешанного потока

В смешанном потоке используются осевые и радиальные рабочие колеса. Такая конструкция улучшает два рабочих аспекта: напор и подачу. Эти насосы в основном подходят для применения в сфере снабжения, например распределение коммунальной воды.

Одноступенчатый и многоступенчатый турбинный насос

Одноступенчатый насос имеет одно рабочее колесо, что делает его пригодным для использования в менее сложных условиях. В многоступенчатых насосах используется два или более рабочих колеса. Разница в количестве рабочих колес приводит к изменению давления и расхода.

Каковы преимущества вертикальных турбинных насосов?

Вертикальные турбинные насосы обладают различными преимуществами. Их преимущества варьируются от возможности добычи жидкости из глубоких источников до уменьшения площади установки.

Глубинная откачка

В основном это глубинные насосы. Их вертикальная конструкция и длина позволяют им проникать далеко вниз в жидкость. Кроме того, их можно масштабировать в соответствии с требованиями к глубине, особенно при добыче воды из скважин.

Высокая пропускная способность

Рабочие колеса увеличивают пропускную способность, делая насосы достаточно мощными для различных применений, от добычи воды до водоснабжения и промышленных процессов.

Повышение эффективности

Большинство турбинных насосов самовсасывающийчто снижает требования к эксплуатации. Действие рабочего колеса также менее энергоемко, что приводит к общей экономии электроэнергии по сравнению с большинством других типов насосов.

Экономия пространства

Вертикальное расположение уменьшает площадь, необходимую для установки. Другими словами, вы можете установить его в узких местах, в том числе рядом с трубами. Что еще более важно, он подходит там, где горизонтальные типы не могут быть установлены, например, в скважинах.

Недостатки вертикального турбинного насоса

Благодаря многочисленным преимуществам вертикальные турбинные насосы пользуются популярностью во многих сферах. Однако, как объясняется ниже, у них есть и несколько недостатков, о которых вы должны знать.

Комплексное обслуживание

Насосы, как правило, легко поддерживать в хорошем состоянии. Однако они работают, когда всасывающая часть находится внутри жидкости, а иногда и полностью погружена в нее.

Подземная и подводная эксплуатация делает их обслуживание более сложным. Оно включает в себя использование специального оборудования и процедур для доступа к скрытым частям.

Более высокая стоимость

Они стоят несколько дороже большинства других насосов, учитывая их сложную конструкцию. Цена может варьироваться от нескольких сотен до тысячи долларов. Она зависит от конструкции и других характеристик, таких как материал и размер.

Для чего используется вертикальный турбинный насос?

Вертикальный насос полезен, когда перемещаемая жидкость находится ниже уровня земли, хотя он работает и в надземных условиях. Ниже перечислены области применения, в которых он помогает перекачивать жидкости.

• Чистое водоснабжение
  
• Орошение сельскохозяйственных культур
  
• Осушение/контроль наводнений
  
• Системы водоотведения
  
• Системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  
• Противопожарное оборудование
  
• Электростанции
  
• Добыча нефти и газа
  
• Перекачивание химических веществ и воды в производственных процессах
  

Соображения при покупке вертикального турбинного насоса

Тот, кто планирует инвестировать в вертикальный турбинный насос, должен понимать, какие факторы следует учитывать. Это связано с тем, что продукт доступен во многих конфигурациях. При покупке следует учитывать следующие факторы.

• Напор и скорость потока: Сколько жидкости в галлонах в минуту вам нужно перемещать и на какую высоту? Убедитесь, что насос полностью соответствует требованиям. Это поможет избежать переразмера или недоразмера.
  
• Тип жидкости: Для какого типа жидкости вы будете его использовать? Некоторые жидкости более вязкие, чем другие, а некоторые - коррозийные.
  
• Тип насоса: Производители вертикальных турбинных насосов поставляют их во многих вариантах исполнения. Выберите конструкцию, которая соответствует вашим требованиям.
  
• Тип крыльчатки: Рабочее колесо определяет производительность. Поймите их разницу и сделайте свой выбор, основываясь на свойствах каждого из них.
  
• Одноступенчатые или многоступенчатые: В зависимости от напора и потребности в расходе определите, какой тип выбрать.
  
• Тип материала: Выберите материал, который не пострадает в условиях эксплуатации. Помимо прочего, он должен быть износостойким и устойчивым к коррозии.
  
• Установка и обслуживание: Убедитесь, что насос прост в монтаже и уходе. Вы также можете пожелать, чтобы он был масштабируемым для будущих изменений.
  

Заключение

Вертикальный турбинный насос - это мощное устройство для перекачки жидкостей с широким спектром применения. В основном он поднимает воду из глубоких источников, но также подходит и для наземного использования, например, для распределения воды и орошения. Он обладает высоким КПД, занимает меньше места и имеет ряд других преимуществ.