Вихревые насосы — это тип динамических лопастных насосов, которые занимают особую нишу благодаря способности создавать высокое давление при малых объемах перекачиваемой жидкости. Их главное отличие от более распространенных центробежных собратьев — многократное «вихревое» воздействие на каждый элемент жидкости, что позволяет в несколько раз увеличить напор при одинаковых габаритах колеса .
Назначение и принцип работы
Вихревые насосы предназначены для перекачивания чистых, невязких жидкостей (вода, легкие нефтепродукты, сжиженные газы) там, где требуется небольшой расход, но высокое давление . Они широко используются в системах автономного водоснабжения, для повышения давления, в топливных системах и химической промышленности .
Принцип работы заключается в многократном приращении энергии. Жидкость, попадая на лопатки рабочего колеса, под действием центробежной силы отбрасывается в боковой кольцевой канал корпуса. Оттуда она снова засасывается в межлопаточное пространство следующей лопастью. Такой тангенциальный (касательный) перенос повторяется многократно на пути от входа к выходу, образуя устойчивое вихревое движение. Каждый контакт с лопаткой добавляет частице жидкости новую порцию энергии, что и позволяет развивать высокое давление .
Конструкция
Устройство вихревого насоса внешне напоминает центробежный, но имеет важные конструктивные отличия:
-
Рабочее колесо: Представляет собой плоский диск с короткими радиальными лопатками, фрезерованными на его периферии. Лопатки могут иметь различную форму в зависимости от типа насоса .
-
Корпус с кольцевым каналом: Внутри корпуса, концентрично колесу, выполнен кольцевой отводной канал. Зазор между колесом и стенками канала минимален (до 0.2 мм), что обеспечивает герметичность .
-
Перемычка (обтюратор): Важный элемент — перегородка, разделяющая всасывающий и напорный патрубки. Она плотно прилегает к колесу и предотвращает прямой переток жидкости из напорной линии во всасывающую .
-
Патрубки: Расположены в верхней части корпуса, обычно по касательной к окружности колеса .
Классификация и основные типы
По наличию самовсасывания (ГОСТ 10392-89) :
-
ВК (Вихревой Консольный): Классический насос, требует заливки перед пуском.
-
ВКС (Вихревой Консольный Самовсасывающий): Способен самостоятельно поднимать жидкость с глубины до 4-5 метров за счет специального напорного колпака, создающего разрежение .
По конструкции проточной части :
-
Открыто-вихревые: Имеют удлиненные лопатки, канал соединен только с напорным отверстием. Обеспечивают лучшее самовсасывание.
-
Закрыто-вихревые: Лопатки короче, канал соединен и с всасывающим, и с напорным отверстием. Обладают более стабильными характеристиками.
По компоновке и дополнительным функциям :
-
ЦВК (Центробежно-Вихревой Консольный): Комбинированный насос, где на первом этапе установлена центробежная ступень (для улучшения входа и борьбы с кавитацией), а затем — вихревая. Отличается более высоким КПД .
-
ВКО (Вихревой Консольный Обогреваемый): Имеет рубашку обогрева/охлаждения для перекачки сред, требующих поддержания температуры
Области применения
-
Водоснабжение: В компактных насосных станциях для подъема воды из колодцев и неглубоких скважин (до 20 м), для повышения давления в сетях .
-
Топливные системы: Для перекачки бензина, керосина и других легковоспламеняющихся жидкостей на АЗС и в котельных .
-
Химическая промышленность: Для дозирования и перекачки агрессивных реагентов (в коррозионностойком исполнении) .
-
Энергетика: В качестве питательных насосов малых котлов .
-
Вакуумная техника: Как вакуум-насосы или воздуходувки низкого давления