Принцип действия винтового насоса

Владельцы дачных участков и частных домов обязательно сталкивались с вопросом покупки оборудования для выкачки воды из скважин, колодцев. Винтовой насос – в таком случае прекрасный вариант. О его достоинствах, принципе действия, технических характеристиках и тонкостях выбора агрегата, вы можете узнать из данной статьи. Кроме того, краткий обзор популярных моделей поставит контрольную точку на выборе оборудования.

Кратко об устройстве и работе агрегата

Винтовой (шнековый) насос представляет собой вариацию роторного агрегата. Свою популярность этот тип оборудования завоевал благодаря возможности перекачки жидкости повышенной вязкости. Яркий пример применения в быту – для удаления сточных отходов из канализации. Принцип функционирования насоса винтового типа напоминает работу шестеренчатого устройства.

Устройство оборудования довольно простое. Ротор в виде винта с лопастями размещается внутри цилиндрического корпуса. Величина ротора подобрана таким образом, чтобы он мог непринужденно двигаться, но в тоже время зазор между стенкой в рабочем состоянии был минимален. С двух сторон устройство оснащено патрубками.

Функционирование системы осуществляется в следующем порядке:

• Устройство погружается в скважину (колодец или канализационную яму), непосредственно в жидкость и подключается к сети питания.
• Первый патрубок всасывает жидкость внутрь корпуса.
• Ротор вращается. Лопасти винта насоса нагнетают воду внутрь и направляют вдоль корпуса ко второму патрубку, выпускному.
• Через выпускной патрубок выполняется выход продукта наружу.
• Так устроен и работает простейший шнековый насос. Существуют и усложненные конструкции. В них увеличено количество винтов, ступеней.

Разнообразие винтовых моделей

Существует 2 варианта насоса винтового типа в зависимости от количества роторов:

• одновинтовые – состоят из одиночного винтового ротора. Во время вращения винта внутри корпуса происходит своеобразное разделение плоскости на полости. В процессе выкачки жидкость перемещается из одной полости в другую, вдоль оси ротора.
• двухвинтовые – более сложные устройства. Они оснащены уже двумя винтами. Такие модели используют для выкачивания воды (пресной, минеральной и морской)Производительность насоса – главная характеристика, которая указывает на возможное количество подаваемой жидкости за единицу времен. Зависит эта величина от водозаборного устройства.

Мощность двигателя устройства – этот показатель может варьироваться в пределах 250 Вт — 5 кВт. Учтите возможности электропроводки в доме, чтобы избежать ее перегруза.

Динамический уровень или расстояние от грунта до верхнего уровня воды.

Статический уровень подачи жидкости или по величине меньше динамического. В противном случае, поступление воды невозможно.

Потеря давления при подаче – как правило, этот показатель касается горизонтальных участков водопроводной системы. Он определяется 0,1 часть от промежутка между точками разбора и забора жидкости.

Материал корпуса – для скважин подходит вариант из нержавеющего металла, сверху покрытый пластиковым кожухом. Такое исполнение гарантирует защиту от растворенных в воде минералов, солей и непосредственно воздействия влажной среды.

Весовая категория прибора – легкие устройства не требуют мощного, надежного крепления, в отличие от тяжелых. модели трехвинтового конструкции – применяются для любого типа жидкости. Единственное условие – отсутствие в них абразивных частиц и активных химических веществ, потому как это существенно увеличит износ, повреждение деталей насоса.

Шнековые устройства дополнительно различают по количеству ступеней. Они бывают одно- и многоступенчатые. Подобное различие в конструкции влияет на эффективность агрегата.

Достоинства шнековых устройств

Погружные насосы винтового типа обладают массой преимуществ перед центробежными или поршневыми. Заключаются они в следующем:

• в процессе работы самостоятельно всасывают жидкость, вплоть до образования глубокого вакуума;
• создают повышенное давление;
• могут работать на любой глубине;
• выход перекачиваемой жидкости осуществляется равномерно, без пульсаций в отличие от центробежных моделей;
• конструкция агрегата предусматривает перемещение жидких продуктов с некоторыми включениями и даже сухих веществ;
• устройство винтового насоса исключает нарушение структуры перемещаемого вещества, в отличие поршневых, плунжерных;
• бесшумность работы;
• легкость обслуживания;
• простота конструктивного исполнения;
• может использоваться в канализационной системе для откачки стоков;
• большой ассортимент моделей, в зависимости от необходимой производительности.

Винтовые варианты погружных агрегатов в целом гарантируют качественную и слаженную работу по подаче воды. Они отличаются универсальностью (в качестве источника может использоваться колодец или скважина, простотой обслуживания и монтажа.

Область использования оборудования

Винтовой насос имеет широкую область применения. Они используются на промышленных предприятиях для перемещения вязких веществ (например, сгущенного молока, теста), пара и газа, а также для создания требуемого вакуума на некоторых предприятиях.

Работа скважин (нефтяной, артезианской, газовой) тоже обеспечивается винтовым устройством. Кроме того, используя специальные мощные насосы, выполняют бурение этих самых скважин. Очистка бытовых стоков на канализационных насосных станциях не обходится без подобного агрегата.

Но, конечно, винтовые конструкции используются и в быту для подачи жидкости на различные потребители (фонтан, бассейн, домашний водопровод, накопительную емкость).

Единственное обязательное условие применения винтового насоса – это целенаправленность. Не рекомендуется использовать агрегат в разных целях. Тем более, что область применения напрямую связана с выбором устройства, его конструктивными и функциональными особенностями.

Скважина или колодец?

Рассмотрим, как влияет на выбор оборудования, источник воды. В данном случае ими выступает скважина и колодец.

Для колодцев выбирают модели с боковым креплением на стенке. При покупке уделите внимание на наполненность колодца водой. Чтобы исключить работу насоса «вхолостую». Это снижает его надежность и сокращает срок службы.

Кроме того, в колодезных насосах заборное устройство находится в нижней части, учтите это при установке. Не рекомендуется монтировать агрегат на расстоянии меньше 1 м от дна колодца, чтобы не засорить насос илом, песком. Это также негативно сказывается на его работе.

Для скважин выбирают приборы более стойкие к условиям работы. Они обеспечивают подачу жидкости с повышенных глубин, не реагируют на замутненность воды и наличие каких-либо примесей. Заборные отверстия в таких моделях располагаются над электродвигателем. Соответственно, двигатель погружен постоянно в воду и естественным путем охлаждается. К конструктивным особенностям скважинных насосов относятся мощность двигателя, корпус из материала с антикоррозионными свойствами, стальной, надежный шнековый элемент.

Критерии правильного выбора прибора

На какие характеристики стоит обратить внимание при выборе устройства, чтобы его работа порадовала надежностью и стабильностью долгое время?На цену прибора влияют технические характеристики. Поэтому рекомендуется заранее определить возможные нагрузки на устройство и параметры источника воды.

Монтаж и запуск механизма желательно доверить специалистам. Они при подключении проверят функционирование устройства во всех режимах работы.

prokommunikacii.ru

Устройство пищевых насосов

Устройство пищевого винтового насоса особой сложностью не отличается (рис. 1).

Рабочим органом является героторная пара, расположенная у выпускного патрубка. Она представляет собой стальной червячный ротор (винт), расположенный внутри пластичного статора (обоймы). Внутренняя полость последнего также имеет винтовую форму, но с числом заходов на 1 больше, чем у ротора. Самый популярный на сегодня вариант – однозаходный ротор и двухзаходный статор.

Преимущества агрегатов с однозаходным ротором круглого сечения:

• Технология производства – относительно простая.
• Вибрация понижена из-за того, что переносная (то есть, относительно обоймы) угловая скорость винта минимальна.
• Скорость движения перекачиваемой жидкости в каналах (полостях) рабочей пары небольшая. Это значительно уменьшает гидроабразивный износ и увеличивает срок службы устройства.
• Кривизна винтовых поверхностей ротора и статора – оптимальная. Это сводит к минимуму контактные напряжения.
• Допустимая частота вращения увеличена. Она несколько ограничена силой инерции, но это не существенно. Данный факт упрощает компоновку привода.

Главным минусом агрегатов с однозаходным ротором является тот факт, что, при необходимости обеспечить большой напор при малой частоте вращения (500 об/мин и менее), надо значительно удлинять рабочую пару.
Преимущества установок с многозаходными рабочими органами обусловлены увеличенным числом контактных линий и кратностью действия:

• При одинаковых наружном диаметре и частоте вращения – увеличенная подача.
• При равных давлениях – меньше осевой габарит.
• При одинаковых натягах в паре и осевых габаритах – больше давление.
• При низкой частоте вращения (до 100 об/мин) можно поддерживать большое давление, не увеличивая осевые размеры.

Ротор приводится в движение электромотором, размещенным на другом конце агрегата. В зависимости от назначения устройства, крутящий момент от двигателя на ось вращения может передаваться напрямую, через мотор-редуктор, мотор-вариатор или с помощью преобразователя частоты. Для фиксации оси относительно корпуса и передачи вращения от привода на шарнирный узел тяги, предусмотрена подшипниковая стойка. 

Поскольку ротор установлен относительно продольной оси насоса с некоторым эксцентриситетом, то от подшипниковой стойки к героторной паре крутящий момент передается через износоустойчивую тягу с шарнирными узлами на концах (это своеобразный карданный вал). Данный элемент иногда называют торсионом. Это не совсем правильно, так как торсион – пружина, сделанная в виде вала, работающего на скручивание. Здесь же тяга в качестве пружины не используется, эксцентриситет отрабатывается только за счет шарниров. Каждый из них сделан герметичным и заполнен пищевой смазкой. Над тягой, ближе к подшипникам, располагается впускной патрубок. Он может быть с фланцевым либо быстросъемным резьбовым соединением.

Вся конструкция собрана на станине. Тем самым обеспечивается точность взаимного расположения узлов. Проточная часть агрегата сделана из пищевой нержавейки 12Х18Н10Т или ее аналогов. Для монтажной плиты и других элементов может применяться сталь 30 с порошковым покрытием.

Модификации пищевых насосов

Кроме описанного базового варианта (рис. 2), есть модели, предназначенные для работы в нестандартных ситуациях: компактные дозаторы, устройства с загрузочной воронкой, грязевые с муфтой, для очень вязких масс или сложных условий эксплуатации и другие. 

Относительно компоновки, кроме приведенной выше горизонтальной классической схемы с подшипниковой стойкой, более всего популярны следующие:

• То же, без подшипниковой стойки (рис. 3).

• С дополнительным подпорным шнеком на тяге (рис. 4).

• С загрузочным бункером вместо входного патрубка и шнековым питателем под ним (рис. 5).

• С дополнительным измельчителем над бункером (рис. 6).

Следует также сказать о вертикальных (бочковых) винтовых насосах. Считается, что это отдельный тип агрегатов, хотя они имеют аналогичное устройство, только предназначены для выкачивания жидкостей из баков, бидонов и прочих емкостей.

Принцип действия винтовых насосов

Работа пищевого винтового насоса осуществляется по следующему принципу. Поскольку число заходов ротора и статора не совпадает, то между ними образуются замкнутые свободные пространства. При вращении винта, они «перемещаются» по направлению к выпускному патрубку. Образование каждой полости происходит со стороны тяги, камера вокруг которой заполнена рабочей средой. Чем больше поворачивается ротор, тем сильнее увеличивается объем пространства, засасывая в него жидкость. Затем ротор поворачивается дальше, полость закрывается и сразу же образовывается следующая – процесс повторяется. По мере вращения ротора, рабочая среда продавливается к выходу и, в итоге, выбрасывается под большим давлением в выпускной патрубок.

Чтобы узнать величину эксцентриситета однозаходного ротора, надо найти разницу между большим и малым его диаметрами, а потом полученное значение разделить на 2. Объем каждой полости равен шагу статора, умноженному на ее площадь поперечного сечения. От этой величины зависит производительность агрегата. Давление насоса определяется количеством полостей на единицу длины винта.

Преимущества винтовых насосов

• Это самовсасывающие агрегаты, предварительная заливка не требуется. Могут поднимать жидкость с глубины 7 – 9 метров.
• Есть возможность перекачивания жидкостей с довольно высокой вязкостью, а также неоднородных и с твердыми включениями, без их повреждений. Размер последних зависит от величины замкнутых полостей между винтом и обоймой. Даже при подаче рабочих сред с абразивными частицами, детали изнашиваются незначительно.
• Это объемные устройства. После каждого оборота ротора подается определенное количество рабочей среды. Поэтому производительность можно регулировать с большой точностью.
• Аппараты могут развивать очень высокое давление. Теоретически – до бесконечности. Практически – достигнуты значения до 72 бар. В промышленности используются модели до 24 бар.
• При любой производительности, давление будет стабильным. Пульсация или разрывы потока не наблюдаются.
• Напор на выходе не зависит от частоты вращения ротора. Этот параметр может быть достаточно высоким, даже при небольшой скорости выкачивания и, соответственно, производительности агрегата.
• Винтовой насос может работать в качестве дозатора.
• Малый уровень шума.
• Простая конструкция, легкое обслуживание, небольшие размеры. Благодаря отсутствию клапанов – надежная работа.

Характеристики винтовых насосов

Основными техническими параметрами винтового насоса являются напор (давление на выходе или высота подъема жидкости) и подача (производительность). Они зависят от конструкции аппарата и мощности привода, а также от типа героторной пары, о чем будет сказано ниже. Кроме того, есть ряд условий, отрицательно влияющих на давление. 

Факторы, снижающие напор:

• Шланг (трубопровод) небольшого диаметра или со значительным коэффициентом гидравлического сопротивления.
• Использование в магистрали У- или Г-образных фитингов, изгибы шланга под углами 45 или 90 градусов.
• Наличие фурнитуры на трубопроводах, обратных клапанов, задвижек и других устройств.
• Низкие смазывающие характеристики жидкости.
• Большая вязкость или плотность рабочей смеси.
• Некачественная регулярная промывка шлангов или трубопроводов.

Модельный ряд винтовых насосов

В нашей стране самыми популярными являются пищевые винтовые насосы марки ОНВ. Ниже приведены основные технические характеристики наиболее распространенных моделей.

Тип	Мощность	Вход	Выход	Производит	Напор	К-во оборотов
ОНВ	кВт	мм	мм	куб. м. / ч	м	об / мин
1-00	0,25	32	32	0,7	50	700
1-01	0,55	32	32	1,0	50	1000
1-02	0,75	32	32	1,5	50	1500
2-00	0,55	50	50	2,0	50	700
2-01	1,1	50	50	2,5	50	1000
2-02	1,5	50	50	4,0	50	1500
3-00	0,55	50	50	3,0	50	700
3-01	1,1	50	50	4,0	50	1000
3-02	1,5	50	50	6,0	50	1500
6М	2,2	50	50	12,0	50	1000
280/6-55	15,0	150	150	55,0	60	300
170/6-40	11,0	150	150	40,0	60	350
140/12-35	18,5	150	150	35,0	120	400
100/6-26	5,5	125	125	26,0	60	400
85/12-20	11,0	150	150	20,0	120	400
60/6-26	7,5	100	100	26,0	60	700
50/12-22	11,0	125	125	22,0	120	700
30/12-14	7,5	100	100	14,0	120	700
36/6-15	4,0	80	50	15,0	60	700
18/12	4,0	80	50	12,0	50	1000

Чтобы ознакомиться с параметрами любого агрегата более подробно, можно скачать технический паспорт. Кроме ОНВ, есть и другие распространенные марки, например, Бурун СХ или BF.

Выбирая конкретную модель, при прочих равных характеристиках, надо учитывать такие нюансы, как вязкость и удельный вес перекачиваемой жидкости. Чем выше эти значения, тем обороты двигателя должны быть ниже, хотя потребляемая им мощность в этом случае растет.

Героторная пара

При подборе винтового насоса, определяющими параметрами являются подача и напор. Кроме того, надо обращать внимание на число оборотов привода и характеристики героторной пары: диаметр и шаг винта, первоначальный натяг узла «ротор-статор».

Основные типы

Героторная пара состоит из ротора (винта) и статора (обоймы). Первый обычно делается из стали. Может быть с защитным покрытием. Он представляет собой n-заходную внешнюю спираль. Второй выполняется из эластомера с повышенной химической и механической устойчивостью. Расположен в металлической гильзе, соединяется с ней раздельно или слитно. Это внутренняя n+1-заходная спираль. Жидкость перекачивается за счет того, что, между винтом и обоймой образуются пустоты, которые, при вращении ротора, «двигаются» в направлении выпускного патрубка. Получается своеобразный спиральный канал, по которому рабочая среда продавливается к выходу.

Изготовление героторной пары – это процесс, требующий высокой точности. Для его осуществления применяется специальное программное обеспечение. 

Использование в качестве материала внутренней поверхности статора эластомера дает возможность компенсировать неточность изготовления обоих элементов рабочей пары.  За счет него (эластомера) можно создать первоначальный натяг требуемой величины – уплотнение, которое образуется вследствие того, что диаметральные размеры винта несколько больше соответствующих габаритов обоймы. Сочетание металлического ротора и эластичного статора позволяет обеспечить большую устойчивость рабочей пары против износа даже в тех случаях, когда перекачивается жидкость с абразивными взвешенными частицами.

Чтобы повысить степень уплотнения и уменьшить вероятность протекания жидкости, данный узел может быть помещен в цилиндрический или конический эластичный корпус. В этом случае надо помнить, что, по сравнению с моделями в металлическом кожухе, такие изделия выдерживают меньшее давление.
На эксплуатационные параметры насоса влияют такие характеристики, как диаметр ротора, первоначальный натяг рабочей пары, количество оборотов привода и шаг винта.
Существуют разные виды винтовых насосов. Между собой они различаются по типу геометрии героторной пары. Они обозначаются буквами S, L, D, P.

• Тип S (рис. 7 — желтый). Витков – ½, дифференциальное давление – 12 бар, производительность — 100%. Обойма – запирающая, при не работающем насосе жидкость через пару не протекает. Преимущества: можно перекачивать, как спрессованные, так и очень большие частицы, подача очень плавная, скорость потока низкая, а всасывающая способность высокая, площадь сечения на входе большая, не смотря на значительное число ступеней, конструкция довольно компактная.

• Тип L (рис. 8 — красный). Витков – ½, давление – 6 бар, производительность – 200%. Обойма – не запирающая. Преимущества: меньше трение, высокая производительность, при сохранении небольших размеров; из-за длинной контактной линии между винтом и обоймой – хорошие объемные характеристики, реже требуется ремонт.

• Тип D (рис. 9 — синий). Витков – 2/3, давление – 12 бар, производительность – 150%. Преимущества: импульсы во время перекачки практически отсутствуют, при работе в режиме дозатора обеспечивается высокая точность, производительность и давление – достаточно высокие, при очень малых габаритах.

• Тип Р (рис. 10 — зеленый). Витков – 2/3, давление – 6 бар, производительность – 300%. Преимущества: аналогичные типу D, но производительность намного выше, плюс большой межремонтный период и превосходные объемные характеристики – сходные с типом L.

Если сравнивать пары одинаковой длины, то число витков у S окажется в 2 раза больше, чем у L, что непосредственно влияет на величину максимального давления. Поэтому, при необходимости увеличить или уменьшить значение данного показателя, можно, соответственно, во столько же раз увеличить или уменьшить длину героторной пары.
При малой длине винта и большом объеме замкнутой полости, производительность насоса будет максимальной. Если же ротор окажется длинным, а объем пустой камеры – небольшим, то у такого аппарата будет максимальный напор. Чем быстрее вращается винт в обойме, тем выше производительность, но ресурс — меньше.

В России и государствах — бывших республиках Советского Союза налажено производство героторных пар типов S и L. Рабочие органы D и P в изготовлении сложнее. Их делают, в основном, в странах дальнего зарубежья, например, в Германии. Цена двух последних моделей заметно выше, чем первых.

Применяемые материалы

Для изготовления ротора применяются различные виды сталей: термообработанная 1.2436 (40Х), коррозионностойкая 1.4571 (10Х17Н13М2Е), коррозионностойкая хромированная 1.4571HV, та же, с повышенной устойчивостью против износа 1.4571HV(250µmHVC) и другие.
Для производства статора используются EPDM (химически- и абразивостойкий), BR/NR (абразивостойкий), CSM (химически стойкий), NBR (для жидкостей без абразивных частиц), HYPALON (химически- и износоустойчивый) и прочие.

Применение винтовых насосов

Винтовые насосы широко используются в различных отраслях пищевой промышленности. С их помощью перекачивают:

• В молочной отрасли  – йогурт, сливки, сметану, ряженку, кефир, молоко, закваски, ферменты, фруктовые наполнители, мороженое, десерты, сырную массу, творог, масло и другое.
• Переработка рыбы и мяса – фарш, в том числе мясокостный, наполнители, колбасную смесь, сурими, яичные продукты, масло, животные жиры и прочее.
• Выпечка хлеба и хлебобулочных изделий – тропическое и подсолнечное масло, столовый или мягкий маргарин, кондитерские жиры, бисквитные смеси, заменители молочного жира, сиропы, крем, шоколад, топинги, наполнители, тесто.
• Изготовление вина, пива и напитков – мезгу, сусло, послеспиртовую барду, соковые концентраты и тому подобное.
• Производство сахара – зеленую и кормовую патоку, влажный жом на сушку, мелассу, известковое молоко на сатурацию.
• Переработка фруктов и овощей – горячая кабачковая икра и другие вязкие массы.
• Масложировое производство – масло подсолнечное, меланж, жидкие яичные белки и желтки, томатная паста, кетчуп, горчица, майонез.

Это далеко не полный список. Притом, кроме подачи, можно купить пищевой винтовой насос и для того, чтобы он работал в качестве дозатора – красителей, энзимов, протеинов, ароматизаторов (переработка мяса), томатной пасты и масла для консервации баклажанов и кабачков, тиражного ликера в потоке. Этот агрегат применяется в тех случаях, когда надо бережно подавать вино на розлив. В Европе его приспособили к вакуум-выпарным установкам и центрифугам, для обеспечения подачи полуфабриката без пульсаций, ровным потоком. В результате на выходе улучшаются органолептические характеристики конечного продукта.

Винтовые насосы для пищевой промышленности – это очень популярные агрегаты. С их помощью решаются такие задачи, которые не под силу устройствам других типов. Например, по сравнению с импеллерными, у них больше давление на выходе и они лучше перекачивают рабочую среду повышенной вязкости. Хотя у импеллерных более высокая степень всасывания. Винтовые насосы всегда будут широко востребованными, не только в производстве продуктов питания, но и в других отраслях.

www.russkayaferma.ru

Конструкция и устройство винтового насоса

Основными элементами винтового эксцентрикового шнекового насоса являются металлический спиральный ротор, вращающийся в эластомерном статоре.

• Ротор
• Статор
• Всасывающий патрубок
• Нагнетательный патрубок
• Уплотнение вала
• Карданные шарниры

Принцип работы винтового насоса

Ротор плотно прилегает к спиральному эластомерному статору, образуя двойную цепочку герметичных полостей. При вращении ротора жидкость переносится в этих полостях от всасывающего к нагнетательному патрубку, не меняя при этом своего объема и формы.

Материальное исполнение

Для основных элементов винтового насоса доступны разнообразные материалы, обеспечивающие необходимую стойкость при работе с агрессивными, абразивными, высоко температурными жидкостями

Можно выделить следующие основные материалы:

Корпус:	Ротор	Сталь
·         Серый чугун	·         Упрочненная сталь	·         NBR
·         Ковкий чугун	·         Нержавеющая сталь	·         EPDM
·         Углеродистая сталь	·         Дуплекс	·         Si
·         Нержавеющая сталь	·         Хастеллой	·         HNBR
	·         Титан	·         FPM/FKM
		·         TPE/P
		·         PTFE

 

Типы уплотнения вала насоса

• Сальниковое уплотнение (ссылка на сальниковое уплотнение)
• Манжетное уплотнение
• Торцевое уплотнение (одинарное или двойное) (ссылка на торцевое уплотнение)
• Магнитная муфта

Основные исполнения винтовых насосов

• Производительность: от 0,03 м3/ч до 500 м3/ч
• Максимальное давление (стандартное исполнение): от 6 до 48 бар
• Количество ступеней (стандартное исполнение): от 1 до 8

Примечание: максимальное давление практически не ограничено и зависит от количества последовательно установленных ступеней насосов. Практически все изготовители производят насосы до 8 ступеней, что соответствует давлению 48 бар. У некоторых производителей в линейке есть  винтовой насос высокого давления до 240 бар.

• Вязкость жидкости: от 1 до 3 000 000 сПз
• Максимальный размер твердых включение: 150 мм

Преимущества и недостатки винтового насоса

Преимущества

• Перекачка высоковязких жидкостей
• Высокое давление
• Постоянная подача
• Возможность к самовсасыванию
• Перекачка жидкостей чувствительных к сдвигу
• Широкий выбор материалов
• Возможность работы с жидкостями содержащие твердые включения
• Широкий диапазон подач

Недостатки:

• Занимают слишком много места. Чем больше ступеней у насос, тем длина проточной части становится больше.
• Тяжело обслуживать. Для замены основных рабочих элементов необходимо много свободного места и специальное оборудование.
• Высокая стоимость запасных частей
• Ротор и статор всегда находятся в контакте. Приводит к увеличенному износу при перекачке абразивных жидкостей
• Недопустима работа «в сухую»

Области применения

Винтовые насосы применяются  чаще всего в следующих отраслях промышленности.

• Нефтяная и газовая промышленность
• Химическая промышленность
• Водоочистка и водоподготовка
• Целлюлозно-бумажная промышленность
• Лакокрасочная промышленность
• Пищевая
• Фармацевтическая
• Судостроение и судоходство

Для следующих задач:

• Перекачка мультифазных жидкостей
• Перекачка тяжелой нефти
• Винтовой скважинный насос для закачки воды для увеличения отдачи нефти
• Производство спиртов и растворителей
• Перекачка битума, гудрона, смолы
• Пищевые продукты
• Краски, клей
• Каучук

rupumps.com

Как выбрать винтовой насос

При выборе винтового насоса следует уделить внимание его техническим характеристикам:
  Подача (производительность) показывает количество воды, подаваемое насосом с промежутке времени(литр в секунду или м3 в час).
  Напор показывает на сколько метров насос способен поднять воду из скважины. При выборе насоса этот параметр должен быть не меньше чем сумма глубины на которой расположен насос + наивысшая точка трубопровода в доме.
  Мощность насоса показывает необходимую нагрузку, которую он потребует от электросети Вашего дома. Мощность современных насосов может доходить до 5 кВт. Если электросеть дома рассчитана на меньшую нагрузку, чем требует насос, это приведет к поломке.
  Материал корпуса. От материала корпуса насоса зависит в какой среде его можно использовать. Грунтовая вода содержит в большом количестве соли, поэтому при выборе насоса следует учитывать из чего изготовлен его корпус. Зачастую корпуса погружных насосов изготавливают из нержавеющих сталей.

Современные погружные насосы

Современные производители готовы удовлетворить любые Ваши требования. В нашем каталоге представлены насосы от ведущих производителей.

Преимущества винтовых насосов

Винтовые насосы отличаются целым рядом преимуществ. Покупатели отмечают высокую эффективность насосов такого типа.
  долговечность. Двигатель насоса обеспечивает вращение винта, он не работает в контакте с внутренностями насоса, это способствует к снижению трения и повышению долговечности работы насоса.
  отсутствие пульсаций. Осевое перемещение воды в насосе и постоянные показатели подачи характеризуют отсутствие пульсации жидкости на выходе из насоса.
  низкий уровень шума. Благодаря небольшой инерции движущихся частей насоса уровень шума остается так же на невысоком уровне.
  Простота конструкции обеспечивает высокую ремонтопригодность и долговечность как отдельных узлов, так и всего насоса.

Область применения винтовых насосов

Винтовые насосы хороши для создания достаточно высоких давлений при небольшой подаче жидкости. Широкое распространение винтовые насосы получили в последнее время, сыскав наибольшую популярность в обеспечении водой из скважин частных домов и коттеджей.

Наиболее широко винтовые насосы применяются в химической промышленности для перекачивания агрессивных химических сред.

www.nektonnasos.ru

1 Назначение и конструктивные особенности

Шнековый аппарат используют в различных отраслях промышленности. Аппаратами такого вида перекачивают вязкие, грязные и загазованные среды.

Устройства эксплуатируются в таких отраслях:

• фармакология и косметическое производство;
• пищевая промышленность;
• стройплощадки;
• химическая отрасль;
• добыча и переработка нефтепродуктов;
• сельское хозяйство;
• муниципальные и жилищно-коммунальные работы.

Агрегаты с легкостью справляются с антикоррозийными веществами, силиконовыми, латексными жидкостями, красками, жирами, молоком, сметаной, йогуртами, кремами, маслами, шампунями, жидкими мыльными веществами, грунтовыми водами, водой с песочной примесью, этиленгликолями, полимерами и другими химическими жидкостями разной плотности.

Способностью эксплуатации в средах различной вязкости, аппарат обладает благодаря бесклапанной конструкции и возможности менять направление потока.

Конструкция агрегата:

• корпус в форме цилиндра или конуса;
• статор статический;
• подвижный металлический ротор в форме винта;
• вал ротора;
• шпилька соединительная;
• патрубок входящий;
• патрубок нагнетания;
• муфта;
• станина;
• рабочая камера.

к меню ↑

1.1 Принцип работы винтового насоса

Винтовые насосы относятся к самовсасывающим агрегатам.

В механизме напор вещества осуществляется вытеснением перекачиваемой среды с помощью ротора,расположенного и крутящегося в статоре.

Ротор втягивает воду из патрубка всасывающего при вращении в статоре. Вещество перемещается по спирали и поступает в патрубок отводящий. Благодаря тому, что винты входят выступами во впадины смежного винта, создается пространство замкнутого вида. Перекачиваемое вещество не может возвращаться назад.
к меню ↑

1.2 Принцип работы винтового насоса (видео)

к меню ↑

1.3 Классификация механизмов

Винтовой агрегат-прежде всего погружной насос. По глубине погружения делятся на:

• глубинный вид эксплуатируется при глубине до ста метров. Конструктивное отличие устройства в удлиненном винте;
• стандартный вид эксплуатируется в колодцах и скважинах глубиной до двадцати пяти метров с песочными включениями.

По количеству винтов, аппараты делятся на такие типы:

• одновинтовые насосы представляют собой объемный механизм горизонтального расположения. Аппарат состоит из резиновой обоймы с двухфазной винтовой поверхностью. Металлический винт осуществляет вращение внутри обоймы. В процессе вращения в полости между обоймой и винтом образуются полости. В полость поступает рабочее вещество, после чего транспортируется к нагнетательному патрубку. Одновинтовой насос транспортирует смеси с газовыми включениями без рывков. Одновинтовой насос предназначен для вязких жидкостей без подогрева. Отличается простотой замены рабочих узлов;
• насосы двухвинтовые применяются для транспортировки воды со смесью вязких веществ, таких как нефть. Отличаются равномерной подачей вещества без перепадов, высотой всасывания до восьми метров, способностью транспортировать рабочую жидкость с разными степенями вязкости. Преимущества-отсутствие шума, низкое изнашивание механизма, непрерывное транспортирование жидкостей не зависящих от показателей давления;
• трехвинтовые насосы предназначены для транспортировки жидких веществ без наличия абразива.

По назначению:

• серия ОВН используется для перекачивания вязких веществ для химического и пищевого производства;
• серия ВНП перекачивают жидкости средней вязкости. Это аппараты для транспортировки майонеза, лаков и красок;
• серия ОНВП применяется для транспортировки из бочки жидкостей с низкой вязкостью;
• ОНВ-пищевой насос винтовой для перекачивания пастообразных продуктов( сметана, крахмал, тесто, творог).

к меню ↑

1.4 Преимущества и недостатки винтовых насосов

По сравнению с другими видами агрегатов, винтовые отличаются такими преимуществами:

• простота обслуживания;
• простота конструкции;
• компактность;
• низкий уровень шума;
• равномерность транспортировки;
• функция высокого самовсасывания;
• перекачивание веществ с твердыми частицами;
• низкий процент износа деталей;
• легкость демонтажа;
• надежность при низкой стоимости;
• размещение в любом положении.

По сравнению с работой центробежного насоса, служит дольше в условиях перекачивания воды с песчаными включениями.

У аппаратов есть и недостатки:

• отсутствие регулировки объема;
• габариты вес больше, чем у других видов помп.

к меню ↑

1.5 Различия винтовых аппаратов от шнековых

Часто два вида насосов путают между собой по причине того, что оба вида аппаратов являются вытесняющими. По характеру действия аппараты отличаются между собой.

Шнековый электронасос отличается способностью работы с неоднородными веществами с включениями других веществ. У этих устройств не происходит разрыв перекачиваемого вещества. Аппараты эксплуатируются при нагрузках разного вида при постоянном давлении. Перекачиваемая жидкость не является рабочей.
к меню ↑

2 Монтаж

Винтовой насос для воды типа устанавливается в следующем порядке:

• сборка согласно инструкции;
• подключение кабелей;
• подключение шланга для воды;
• фиксация шлангов с помощью хомутов по всей длине;
• монтаж троса для страховки агрегата;
• монтаж поплавка(если входит в комплект);
• погружение в скважину;
• фиксация устройства;
• тестирование.

Если во время работы стук и вибрация отсутствуют, значит монтаж произведен правильно.

Агрегаты не следует устанавливать над двигателем из-за попадания жидкости в мотор
к меню ↑

2.1 Правила эксплуатации

Для предотвращения поломок, соблюдают такие правила:

• при перекачивании жидкостей высокой вязкости применяют аппараты с оборотами показателями оборотов триста об/минуту;
• при транспортировке вязких веществ применяют сальниковые уплотнители, которые со временем необходимо подтягивать;
• при расчете сопротивления для перекачивания вязких веществ учитывают перепады высоты, длину и материал магистрали;
• аппарат используется под заливом для предотвращения сухого хода;
• твердые включения вымываются с камеры перед запуском;
• при эксплуатации в условиях волокнистых включений в жидкости, перед входом в устройство монтируют дробилки. Эта процедура предотвращает наматывание волокон на ротор и защищает от изнашивания.

к меню ↑

2.2 Какой аппарат выбрать?

Перед приобретением каждый покупатель задумывается, какой агрегат выбрать. Критериев выбора не много. Необходимо выбрать устройство соответствующее условиям эксплуатации:

• Перед приобретением необходимо определиться с мощностью аппарата. Аппарат стоит выбирать чуть большей мощности, чем это необходимо. Это обеспечит стабильный напор жидкости;
• материал изготовления. Материалом качественного насоса является нержавеющая сталь. Агрегаты из других материалов будут отличаться ненадежностью и быстро выйдут из строя;
• имя производителя. Выбирая насос необходимо обращать внимание на зарекомендовавшего себя с положительной стороны производителя. Производитель, отличающийся изготовлением качественного товара, обеспечивает покупателейкачественными устройствами, служащими длительный срок.

После выбора и покупки агрегата, стоит приобрести ремонтный комплект для винтового насоса. Ремкомплект необходим для быстрой замены рабочего винта в случае его поломки.

Винтовые агрегаты отличаются простотой конструкции, надежностью и долговечностью.

byreniepro.ru

Принцип работы

Оборудование поддерживает постоянный поток — в отличие от пульсирующего ритма перекачиваемой среды у центробежных вариантов техники — эта характеристика важна для работы на большой глубине. Особенности работы и конструкционные составляющие самовсасывающих объемных насосов с использованием принципа многоступенчатой структуры:

• В конструкции предусмотрен один вертикальный вал, это способствует сокращению поперечных размеров до минимальных показателей. Из-за полученной конфигурации насосы применяют в скважинах и абиссинских колодцах.
• В качестве емкости для перекачиваемой жидкости используется насосный корпус, изготавливаемый для эксплуатации в условиях скважин из высококачественного металла, так как полимеры не выдерживают создаваемые нагрузки.
• Движение жидкости обеспечивается за счет действия шнекового винта (ротора), при вращении которого жидкость забирается из скважины, разгоняется, ей придается напор и дальше она движется по шлангу.
• Ротор работает от электрического двигателя, движение ему сообщается через жесткий вал. Стабильность действия установки обеспечивается с помощью подшипникового комплекта и других узлов, которые подбираются конструкторами в зависимости от класса агрегата.
• Ротор являет собой стальной винт (однозаходный шнек) круглого сечения, у которого широкий резьбовой шаг. Статор представлен в конструкции тем же сечением, но у него шаг резьбы больше в два раза. Своим вращением внутри статора ротор захватывает воду от всасывающего патрубка и направляет его к отводящему проходу.
• Качество насоса зависит от сложности внутреннего устройства, чем выше показатель, тем более продляется срок эксплуатации из-за минимизации износа приводов и шнека.
• У трансмиссионных насосов в отличие от погружных двигатель располагается на поверхности, рядом с водозаборной скважиной, с насосным устройством соединен промежуточным валом. Такие агрегаты способны поднимать нефть с глубины на поверхность с глубины 125−130 м при подаче 1200 м³ в час.
• У трансмиссионных устройств насосная часть состоит из нескольких чугунных секций, соединенных шпильками. Каждая камера содержит рабочее центробежное колесо и вал, все секции подходят к одной сетке, пропускающей воду.
• Несколько рабочих секций позволяют устанавливать требуемый напор и регулировать его, при этом с напорным трубопроводом узел взаимодействует через фланец, находящийся на верхнем корпусе секции. Трансмиссия располагается внутри защитной трубы с маслом. Собирают секции постепенно, увеличивая их количество по мере вхождения в скважину.

Погружные конструкции насосов отличаются жестким соединением двигателя и вала, поэтому нет необходимости использовать трансмиссионный вал, что способствует упрощению конструкции. Погружные агрегаты успешно устанавливают в кривые стволы, а рабочая постройка для оборудования над устьем скважины меньше по объему. Насосы погружной конструкции отличаются большим эксплуатационным сроком по сравнению с другими вариантами, так как благодаря надежной конструкции значительно уменьшается вибрация.

Виды

У погружных насосов есть положительные характеристики, но имеются и недостатки. В зависимости от типа устанавливаемого оборудования разнятся их эксплуатационные показатели и сроки работы.

С погружным двигателем (ЭВН)

Эта конструкция лежит в основе использования одновинтовых гидратационных машин в нефтяной отрасли и относится к эффективным средствам механизированной добычи нефти с высокими показателями вязкости. В некоторых вариантах использование подобного оборудования является единственно применимым вариантом. В состав погружного насосного агрегата входят следующие узлы и запчасти:

• электрический двигатель, наполненный маслом;
• система водяной защиты;
• насос, включающий графитовую осевую пяту, приводной сальниковый вал, две пары с винтовой резьбой в разных направлениях, соединенные роторы между собой и при помощи шарнирных муфт с приводным валом.

В насосный комплект дополнительно входит клапан с предусмотренным набором функций, защищающий от колебаний давления и обратного поступления воды через РО в случае непредвиденной остановки, предусмотрена обгонная муфта. Поступление забираемой жидкости осуществляется навстречу по каналам РО, что ведет к уравновешиванию осевых усилий в нижней и верхней паре.

Потоки смешиваются в напорной камере и поступают в НКТ по зазору между корпусом и статором, в этом случае осевая насосная опора разгружается, и надежность оборудования повышается. С помощью насосов ЭВН добывают из недр нефть высокой вязкости с содержанием механического мусора (до 0,8 г/л) и газа (до 50%) на стадии приема. В серийном выпуске представлено около 13 типоразмеров насосов, предусматривающих давление 9−16 МПА и подачу в сутки 15−200 м3.

Конструкторские новаторства по увеличению надежности и сроков эксплуатации предусматривают снижение частоты оборотов приводного вала, для этого применяют регулируемый электропривод и редукторные вставки. Изменяется общая компоновочная схема агрегата, месторасположения отдельных деталей и узлов, упрощение условий ремонта и обслуживания.

Штангового типа (ВШНУ)

Начало эксплуатации для отбора нефти с больших глубин началось в 80-е годы в Америке и Франции, с тех пор конструкции установок совершенствовались много раз, создавалось много типоразмеров с разбросом подач от 0,5 до 1 тыс. м3 за сутки, давление составляло в среднем 30 Мпа.

Эти насосы отличаются преимуществами по сравнению с другими типами оборудования, например, от станков-качалок их отличает:

• простая конструкция, небольшая масса и габариты, несложное периодическое обслуживание и управление;
• отсутствие потребности в строительстве несущего основания или фундамента;
• уменьшение затрат на перевозку оборудования;
• успешная работа с жидкостями, имеющими различные показатели вязкости и газообразования;
• отсутствие отката РО, постоянных нагрузок на штанги;
• равномерность поступления жидкости;
• снижение энергетических затрат и мощности двигателя.

От работы насосов с погружным электрическим приводом они разнятся:

• простотой сборки пусковых муфт, осевых и радиальных подшипников, отсутствием подвижных соединений на шарнирах;
• наземное устройство двигателя делает ненужной устройство водяной защиты, упрощает контроль технического состояния агрегата;
• из-за наземной установки двигателя появляется возможность работы с низкобюджетными скважинами, так как организовывать дополнительный отвод тепла от двигателя не нужно.

Оборудование ВШНУ эксплуатируется на скважинах с напором от 1 тыс. до 1 тыс. 500 м³ с высоковязкими средами с пятидесяти процентным содержанием газа в составе. Скважинный агрегат состоит из стационарной колонны, внизу которой крепится статор, палец упора, против отворотный якорь, фильтр и газовый сепаратор. В полости колонны расположена вращающаяся штанга, соединенная нижней частью с насосным ротором. Основными узлами насосов ВШНУ являются следующие детали:

• приводная головка;
• для оттока жидкости используется тройник;
• остов для закрепления двигателя;
• трансмиссия вращательного движения;
• регулируемый приводной двигатель;
• устройство для расположения полированного штока.

Насос продвигает пластовую жидкость в зазоре между колоннами и штангами, далее через боковой патрубок отводит ее в коллектор. Штанговые насосы выпускают в трубном и вставном варианте, популярность завоевывают агрегаты второго типа, позволяющие отсоединять насос для обслуживания или ремонта без его подъема на поверхность.

Гидроприводные (ГПНА)

Эти агрегаты работают по принципу возвратно-поступательного движения поршня, в связи с этим машины имеют ряд преимуществ:

• нет штанговой или кабельной связи энергетического источника с насосом;
• успешно работают в скважинах малого диаметра, расположенных под наклоном;
• позволяют регулировать подачу погружного устройства, плавный старт, поддерживают нужную интенсивность забора нефти;
• упрощают обслуживание оборудования без подъема и спуска.

В качестве гидромоторов, которые незначительно изменены, применяют ВЗД с диаметром 86−109 мм и частотой вращения 100−350 оборотов, расход жидкости предусмотрен 4−11 л/с, давление в промежутке 6−8 Мпа. Используют насосные винтовые многозаходные пары в качестве РО, это позволяет развить большого разнообразия принимаемых жидкостей с диапазоном поступления от 6 до 110 м³ за сутки. При оптимальной протяженности пары 1,5−2,0 м агрегат развивает давление 10−15 МПа.

Наземная часть по типу насосов ГПНА включает плунжерный силовой насос, устройство подготовки жидкости (для разделения эмульсий, сепараторы, отстойники), регулирующие приборы и оборудование для обустройства устья подъемной щели. Гидроприводные винтовые насосы отличатся преимуществами, от гидропоршневых вариантов их отличает:

• простота сборки и эксплуатации из-за отсутствия золотниковых распределителей и клапанов;
• использование технических вод в качестве рабочей жидкости, исключающее сложный очистительный процесс;
• работа с вязкой нефтью и увеличенным содержанием газа;
• нет гидравлических и динамических нагрузок из-за отсутствия обратного движения рабочих органов.

Сравнение со штанговыми насосами показывает такие преимущества:

• эксплуатируются в кривых скважинах со значительным уклоном ствола;
• отсутствует штанговое оборудование;
• наземный силовой насос регулирует технологические режимы путем изменения интенсивности подачи;
• можно менять погружной агрегат и проводить ремонт в удобных условиях.

От работы с электропогружными устройствами их отличает:

• нет необходимости подключать электрический кабель и делать его защиту от влажности;
• пусковые свойства агрегата улучшены.

Нефтяные двухвинтовые (НДПН)

Агрегат разработан для работы в скважинах с малым финансирование работ. В составе имеет погружной двигатель электрического типа, протектор, компенсатор, защиту от окружающей влаги, обратный и спускной клапан, компенсаторные трубы, трансформатор и кабель. Для увеличения напора используется составной вариант из нескольких модулей.

Чтобы обеспечить пропуск вязких жидкостей предусмотрены различные варианты изготовления проточной части, которые различаются зазорами между корпусом и рабочими винтами. В связи с этим перед выбором насоса и его монтажом рассчитываются требуемые параметры зазоров.

tokar.guru