Практически все предприятия и различные коммунальные службы применяют винтовые насосы для осуществления всевозможных процессов, за счет наличия повышенной производительности и отсутствия больших расходных издержек при обслуживании такого рода устройств. Одной из достаточно требовательных особенностей в данной технике является способность откачивать вещества и жидкость с повышенной степенью густоты и большим содержанием щелочей либо кислот.
Винтовой насос
Работа винтового насоса основана на конструктивной особенности наличия 2 ключевых деталей внутри корпуса, которые называются ротором и статором. Чтобы устройство могло нагнетать обрабатываемое вещество и генерировать определенный уровень напора, форма ротора исполняется в виде винта, вращение которого происходит в полости статора, с соответствующими торцевыми углублениями, повторяющими рельеф ротора. Подобные агрегаты являются подгруппой объемных устройств и имеют принцип действия, практически идентичный с работой роторно-зубчатых насосов при условии, что шестерни винтового механизма заменяться похожими деталями, но с меньшим количеством зубьев и увеличенным углом наклона данных выступов.
Разновидности модификаций винтового насоса
На мировом и отечественном рынках присутствует три наиболее распространенных модели вакуумного винтового насоса, отличие между которыми состоит в скорости откачки и количестве рабочих органов. Ниже описаны все эти виды более подробно:
- Агрегат с одним винтом. Данное приспособление является объемным типом насоса и имеет горизонтальную ориентацию. В число внутренних компонентов устройства входят: ротор с однозаходным рельефом из металлического сплава, статическая обойма, выполненная из твердой марки резины. В процессе вращения ротора внутри обоймы происходит нагнетание воздуха, газа либо жидкости, с давлением, обусловленным диаметром вылета винтов и мощностью приводного электродвигателя. Сам ход набора давления происходит за счет образования пустот между крайними точками винтовых отростков и внутренней частью поверхности статора, куда, собственно, и попадает обрабатываемая жидкость, транспортируясь и сжимаясь для подачи к нагнетательному патрубку;
- Насос с двумя винтовыми роторами. Здесь очень важен материал из которого изготавливаются данные детали, и наиболее подходящей его структурой является конструкционная сталь. За счет того, что механизм рассчитан на перекачку вязких жидкостей необходимо наличие специальной рубашки, с циркуляционным механизмом обогрева, для обеспечения более легкой проходимости, перекачиваемого вещества. Благодаря таким свойствам, насос применяется на предприятиях, где осуществляется переработка нефти, мазута, щелочных смесей и других веществ, обладающих сильной густотой и большим количеством фракций;
- Устройство с наличием трех винтов. Это приспособление, способности которого ограничиваются лишь двумя параметрами: жидкость которая перетекает через устройство должно иметь определенный минимальный уровень вязкости, так как она является второстепенным инструментом для смазки вращающихся деталей внутри механизма; из-за применения насоса в большинстве случаев при суровых условиях, двигатель агрегата должен обладать повышенной мощностью для полноценного обеспечения необходимой силы проворачивания трех роторов.
Винтовой насос: принцип работы и предназначение
2-а наиболее значимых элемента, что лежат в основании службы винтообразного насоса – это статор и ротор. Статор представляется недвижимой частью, внутренняя область каковой повторяет фигуру спирали. Ротор в собственную очередность представляется единым подвижным компонентом концепции и исполнен в винтообразной форме, что повторяет кривая статора. Данная структура дает возможность перекачивать жидкость с поддержкой винтообразных выступов, что до входа в статор захватывают раствор и в ходе верчения проталкивают его на противоположный край, где тот поступает в нагнетатель. Инверсионное движение субстанции невозможно, так как винтообразные выступы формируют закрытую область с поверхностью спирали статора.
Существуют определенные нормы и условия, для нормальной функциональности винтовых насосов.
Рабочая температура
Максимально допустимая температура, при которой можно перекачивать жидкость определяется типом статора. на это также влияет химический состав самой жидкости, так как, к примеру, морская вода при рабочей температуре более 50 градусов, будет интенсивно испаряться и внутренние детали быстро покрываются соляным налетом и могут выйти из строя.
Обстоятельства для оптимального всасывания веществ
Винтовой агрегат производит втягивание жидкости самостоятельно, вне зависимости от количества литров подаваемой воды. Для примера, если взять обыкновенную воду с температурой 20 градусов, степенью вязкости 1 и удельным весом 1, то насос сможет создать давление напора, что поднимет водяной столб до 7 метров.
Особенности нагнетания
Благодаря конструктивному расположению ротора и статора, достигается максимальное равновесие создаваемых в приборе колебаний, рывков и прерываний, баланс которых практически исключает нестабильную подачу жидкости.
Типы жидкостей, подходящих для винтового насоса
Насосы обладают отменной стойкостью к химически активным веществам. Это касается и жидкостей, включающий в себя твердые частицы (не абразивные). Таким образом, получается, что ограничений по вязкости, с которыми мог бы не справиться винтовой насос практически нет, так как корпус статора изготавливается из специального эластомерного материала, не отделяющего газ и не имеющего разрушения структуры, из-за влияния агрессивных сред.
Пусконаладочные манипуляции
Перед началом работы насоса, в него необходимо влить жидкость, чтобы винты в статоре не крутились на сухую. Также требуется обязательно убедиться в том, что запорный клапан на входном и выходном патрубках полностью открыт. Если вместе с насосом используется электродвигатель с возможностью регулировки частоты вращения, то на агрегате также следует установить необходимую скорость подачи либо произвести монтаж регулировочного клапана на трубопроводе, подающем жидкость в насос.
Техника безопасности эксплуатации
Нежелательно регулировать подачу жидкости в насос соответствующим клапаном, так как это может привести к перегрузке электродвигателя, из-за разницы скорости вращения ротора от толкания его жидкостью и вала мотора.
Как писалось выше, запрещено запускать насос без заливки в него рабочей жидкости, так как это приведет к неизбежной деформации поверхности статора.
Конструктивные особенности винтовых насосов
Выбор необходимого устройства для конкретного производства определяется ключевыми параметрами, которыми должен обладать винтовой насос. Нужно определиться с типом установки агрегата (вертикальный или горизонтальный) и с тем, как устройство будет подключаться в общей системе. Также очень важен параметр скорости подачи жидкости в насос (он определяется л/мин. либо мз/час), уровень общего давления потока воды (бар), а также значение высоты столба жидкости, который находится под засасывающим трубопроводом агрегата. Вдобавок нужно учитывать происхождение обрабатываемой жидкости, что включает в себя ее химический состав, жесткость, плотность, вязкость, температуру, количество взвешенных частиц и уровень абразивных включений. Еще следует обратить внимание на вольтаж электросети, к которой будет подключаться двигатель и на механизм передачи вращательных движений между насосом и мотором.
Конструктивно, винтовой насос состоит со следующих элементов: электродвигатель, приводной редуктор, статор, ротор, вводной и выводной патрубки, камера нагнетания, шарнир, тип уплотнителя вала, резиновая обойма, переходная стойка. Самыми важными элементами винтового насоса являются пара ротор-статор. Они сделаны таким образом, чтобы винты ротора плотно вращались в спирали статора, создавая между своими стенками максимальную герметичность.
Строение конструкции
Благодаря отсутствию трущихся между собой деталей внутри корпуса насоса, такое устройство является долговечным. Единственный нюанс, который должен соблюдаться для максимального срока эксплуатации винтовых устройств, является четкий контроль за наличием жидкости в процессе функционирования механизма.
За счет осевого направления течения жидкости, что обеспечивается винтовым ротором, на выходе напор абсолютно не имеет пульсации и прерываний. Отсутствие вибрации как при старте, так и при работе, низкий уровень шума, неимение выхлопа, загрязняющего воздух, также делают винтовые насосы отличным инструментом для достижения нужных предприятию целей.
Агрегаты с повышенной мощностью укомплектовываются специальными предохранительными клапанами, которые служат для балансирования на полной мощности, если такт увеличивается в большую сторону. Избыток давления через байпасную линию возвращается к нагнетательному патрубку.
Целесообразность применения винтового насоса
В отличие от насосных установок других видов, винтовые насосы имеют целый ряд положительных отличий. Если, к примеру, сравнить эти агрегаты с центробежными насосами, то они откачивают жидкость без пульсации и рывков, что исключает смешивание обрабатываемого вещества и полностью сохраняет его целостность структуры.
В случае с импеллерными насосами, винтовые снова выигрывают, за счет возможности всасывать жидкость с более густой структурой, а также выдавать выходное давление от 4 до 24 бар.
Отличие от поршневых и плунжерных насосов состоит в равномерной подаче напора, возможности откачивать среды как в жидкой, так и твердой фазе, не разрушают структуру включений в жидкости.
В дополнение, к преимуществам винтовых агрегатов можно отнести мощную способность самостоятельно всасывать жидкость, несложную конструкцию насоса и простой доступ к сервисному обслуживанию устройства. За счет того, что жидкость винтовых насосов подается пропорционально скорости вращения двигателя, обеспечивается простая регулировка параметров механизма, если установлен частотный привод. Чтобы малогабаритное устройство могло обеспечить высокое давление на выходе, резиновая обойма внутри насоса способна самостоятельно регулировать зазор нагнетания. Это означает, что вне зависимости от степени давления, этот зазор остается всегда неизменным и удерживает производительность на высоком уровне.
Модели винтовых насосов с увеличенной мощностью способны откачивать жидкость с глубины порядка 10 метров, при том учете, что даже самый мощный механизм обладает низким уровнем шума.
Отрицательные стороны винтовых насосов:
- Дороговизна производства деталей, для данного оборудования;
- Нельзя регулировать размер рабочего объема;
- Запрещено запускать насос без наличия жидкости в нем;
- Охладительный контур не всегда справляется с понижением температуры до требуемого минимума.
Сферы деятельности для винтовых насосов
Первыми, нормально работающими винтовыми насосами люди стали пользоваться в середине 20 годов, а 1934 году данные агрегаты уже использовались на производствах. В силу того, что винтовой насос способен перекачивать жидкость с повышенной вязкостью, газ, пар различные смеси, эти устройства обрили массовое применение в таких сферах как: переработка отходов, производство табачных изделий, текстильная и бумажная промышленности, металлообработка, пищевое производство, химическая промышленность.
В 80-х годах винтовые агрегаты стали использовать на нефтяных скважинах и по сегодняшний день активно развиваются в этом направлении, и успешно справляются со всеми технологическими задачами в данной отрасли. Среди жидкостей, которые требуют перекачки винтовыми насосами на предприятиях добычи нефти, существуют: мазут, нефть, масло, дизельное топливо, парафин и прочие субстанции, имеющие способность к смазыванию.
Что касаемо химических, пищевых и фармацевтических отраслей, здесь были созданы специальные эксцентриковые одновинтовые устройства, с соблюдением санитарных норм.
