Винтовой насос: принцип работы, устройство и фото

Принцип работы винтового насоса позволяет осуществлять перекачивание жидкостей и составов, отличающихся повышенным показателем вязкости. Подобные приспособления эксплуатируются в промышленности, включая металлообрабатывающую и химическую отрасли. Указанные агрегаты имеют длительный рабочий ресурс, отличаются надежностью и простотой конструкции. Рассмотрим особенности, характеристики и применение данного оборудования.

Устройство и конструкционные особенности

Независимо от нюансов принципа работы винтового насоса, основным его элементом является ротор. Эта деталь имеет цилиндрическую конфигурацию, а также спиралеобразный желоб, изготовленный в виде винта. Статорная часть выполнена в форме трубы, оснащается эластомерной гильзой и каналом в виде спирали. По сравнению с роторным основным элементом, статорная спираль всегда имеет на один виток (заход) больше.

Рабочая камера насоса разделена на несколько отсеков. Их разграничение осуществляется при помощи участков, которые защищены от проникновения воды, располагаются между статором и ротором вдоль линии их соприкосновения. Из-за особенностей конструкции, указанные участки открываются и закрываются поочередно.

Корректировка количества откачиваемого раствора производится путем изменения числа вращений роторной части. В этом процессе непосредственно участвует частотный привод. Рабочие элементы насоса размещаются в усиленном остове из пластика, нержавеющей стали (для моделей, агрегирующих с глубинными скважинами) или чугуна.

1. Ротор.
2. Статорная часть.
3. Патрубок всасывания.
4. Выходной патрубок.
5. Уплотнители.
6. Шарниры.

Принцип действия винтового насоса

Работа рассматриваемого оборудования основана на транспортировке жидкостного состава внутри специальной камеры вдоль винтовой оси. Последний элемент размещается между поверхностью остова и винтовыми каналами, посредством фиксации смежных выступов винтов в канавках. Такая конструкционная особенность дает возможность создать внутри агрегата замкнутое пространство, не позволяющее жидкости перемещаться в обратном направлении.

Назначение

Благодаря своему принципу работы, винтовые насосы применяются в различных хозяйственных и промышленных отраслях. Самые популярные сферы использования указанного оборудования:

1. Пищевая промышленность. Указанные агрегаты в процессе производства продуктов питания играют роль дозаторов.
2. Строительная отрасль. Приборы подают рабочие растворы, предназначенные для заливки полов и кровли.
3. Обустройство скважин. Насосы удаляют загрязненную воду с посторонними примесями. Агрегат винтового типа может эксплуатироваться с чистой водой или жидкостью с песком.
4. Химическая сфера. Указанные приспособления способны перекачивать значительные объемы густых смесей для их последующей переработки.

Популярность оборудования обуславливается его высокой надежностью и возможностью эффективно функционировать под высокими нагрузками.

Сильные и слабые стороны

Продуктивный принцип работы винтового скважинного насоса - это не единственное его преимущество. Среди прочих достоинств отмечают следующие моменты:

• возможность работы с жидкостями, имеющими повышенную вязкость, при этом создается больший напор, чем у импеллерных аналогов;
• высокий КПД агрегатов, показатель которого приближается к 70 %;
• способность обработки смесей, включающих в себя большой объем твердых примесей;
• исключается образование пульсационных моментов, наблюдающихся в работе большинства другого оборудования;
• функционирование самовсасывающим способом с максимальной глубиной забора жидкости до 8,5 метров;
• пониженная шумность, компактные размеры;
• высокий показатель надежности, простота в обслуживании, хорошая ремонтопригодность.

Как и все типы насосного оборудования, винтовые агрегаты не лишены недостатков. Во-первых, это высокая цена приспособления, в связи с чем не все мелкие хозяйства и частные предприниматели могут позволить их эксплуатацию. Во-вторых, в конструкции не предусмотрена возможность регулировки количества откачиваемой жидкости.

Разновидности

Несмотря на схожий принцип работы, винтовые насосы делятся на несколько видов по конструктивным особенностям. По устройству рассматриваемое оборудование подразделяется на три основных категории. Первая разновидность - шнековые модификации. Они ориентированы на перекачивание значительного количества смесей, в состав которых входят агрессивные химические и абразивные вещества.

Шнековое оборудование функционирует одинаково эффективно в вертикальной и горизонтальной позиции. Это оборудование часто используется для обслуживания скважин и глубоких колодцев. Среди преимуществ данной категории - простота конструкции и относительно невысокая цена.

Штанговые и вакуумные версии

Устройство и принцип работы винтового насоса штангового типа позволяет его использовать на предприятиях, занимающихся добычей и переработкой нефти и похожих веществ, обладающих большой вязкостью. В конструкции оборудования предусмотрен сальник устьевой конфигурации, поворотная колонна и поверхностный приводной блок. Среди плюсов агрегатов данной конфигурации - высокая производительность. Минус - дороговизна.

Вакуумный винтовой насос, принцип работы которого основан на работе пары роторов, также предназначен для перекачки жидкостей разной степени вязкости. Подвижные элементы вращаются в разные стороны, благодаря чему обрабатываемый состав сначала попадает в район между рабочими камерами и цилиндром, а затем подается в выходное отверстие для отработанных газов.

Стоит отметить, что на эффективность работы и производительность рассматриваемого оборудования, независимо от типа, преимущественно влияет правильность эксплуатации. Поэтому, перед приобретением агрегата, необходимо удостовериться в его соответствии выбранному действию.

Виды уплотнений и основные эксплуатационные параметры

Насосы глубинные винтовые могут оснащаться несколькими видами уплотнений: сальниками, манжетами, двойными или одинарными торцевыми элементами либо магнитной муфтой.

Ниже приведены основные параметры эксплуатационного плана, характерные для рассматриваемого оборудования:

• показатель производительности - 0,03-500 куб.м/ч;
• предельное давление для стандартного исполнения - 6-48 бар;
• число ступеней - от одной до восьми;
• параметр вязкости обрабатываемой жидкости - 1-3000000 сПз;
• размер твердых примесей по максимуму - 150 мм.

Стоит отметить, что максимальное давление практически не ограничивается, зависит от числа ступеней, которые монтируются последовательно. У некоторых изготовителей имеются образцы, способные работать с давлением до 240 бар.

Сравнение центробежных и винтовых моделей

Не всегда пользователи могут четко разобраться в том, какой насос в бытовом использовании лучше - центробежный или винтовой? Обе модификации между собой разняться конструкционными особенностями и сферами эксплуатации.

Центробежная помпа представляет собой довольно дорогостоящее оборудование, которое неплохо справляется с водоснабжением загородного коттеджа или дачи. Подобные агрегаты ориентированы на обслуживание колодезных скважин. В конструкцию приспособления входит колесо, фиксирующееся на валу, служащее для поставки воды наверх. Подобная система подходит исключительно для обработки чистой воды, обладает высоким КПД, использует электроэнергию в разумных пределах. Преимущество центробежных насосов - длительный период эксплуатации и надежность.

Работа винтовых насосов ориентирована на промышленные цели. Но иногда его используют и для бытовых нужд. В последнем случае при перекачивании воды содержание в ней твердых частиц не должно превышать 150 г/куб. м жидкости.

При выборе насосного оборудования среди указанных вариаций следует ориентироваться на конечное его предназначение. То есть для подачи чистой воды оптимальным вариантом станет центробежная система, а для полива - винтовой аналог.

Чем отличаются лопастные агрегаты?

Часто лопастный насос считают одной из модификаций винтового варианта. Это не совсем так. Винтовые устройства применяются обычно в промышленности. К плюсам оборудования этого типа относят такие моменты:

• равномерная подача жидкостной смеси на всей рабочей дистанции;
• присутствие опции самовсасывания;
• хорошо сбалансированный механизм основного действия;
• эффективность работы с составами, перенасыщенными твердыми включениями;
• прочность и надежность всех элементов.

Среди минусов - повышенное трение сопряженных деталей и не всегда эффективное охлаждение.

Лопастные приспособления причисляются к бытовой категории. К плюсам данных агрегатов относят:

• простоту эксплуатации и обслуживания;
• возможность подсоединения нескольких приборов к одному трубопроводу;
• компактные габариты и небольшую массу;
• доступную цену основных комплектующих и запасных элементов;
• высокую эффективность охлаждающей системы.

Недостатки лопастных модификаций

Если сравнить принцип работы винтового насоса для скважины с аналогичным параметром лопастного исполнения, последний вариант имеет ряд существенных недостатков. К ним причисляют:

• невозможность работы с загрязненной водой;
• низкий КПД;
• частый перегрев агрегатов при сужении поточных каналов;
• плохая сбалансированность и устойчивость конструкции.

Важной особенностью лопастного насоса является его производительность. Этот показатель очень зависит от качества обрабатываемой жидкости и мощности самой помпы. Нехватка последнего параметра обнуляет все возможные плюсы. Поэтому при выборе оборудования, следует особое внимание обращать на его мощностные показатели, с учетом длины магистрали и площади строения, предназначенного к обслуживанию.