Принцип действия винтового насоса кратко

Обновлено: 05.07.2024

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.

Ротор.
Статорная часть.
Патрубок всасывания.
Выходной патрубок.
Уплотнители.
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:

Пищевая промышленность. Указанные агрегаты в процессе производства продуктов питания играют роль дозаторов.
Строительная отрасль. Приборы подают рабочие растворы, предназначенные для заливки полов и кровли.
Обустройство скважин. Насосы удаляют загрязненную воду с посторонними примесями. Агрегат винтового типа может эксплуатироваться с чистой водой или жидкостью с песком.
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.

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.

Сравнение центробежных и винтовых моделей

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.

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.

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.

Устройство

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.

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.

Винтовые насосы

Винтовым или червячным называют объемный роторный насос, в котором жидкость перемещается вдоль оси вращения рабочих органов - винтов.

По количеству винтов различают следующие типы насосов:

одновинтовые
двухвинтовые
трехвинтовые
многовинтовые

У одновинтовых рабочим органами является винт, размещенный неподвижной обойме.

У двухвинтовых насосов рабочая камера образована двумя винтами, расположенными в неподвижной обойме.

Рабочими органами трехвинтовых насосов насоса являются три двхузаходных винта с циклоидальным зацеплением.

В многовинтовых насосах рабочая камера образована, находящимися в зацеплении, четырьмя (или более) винтами и неподвижной обоймой.

Устройство и принцип работы винтового насоса

В корпусе 1 насоса установлены ведущий 2 и два ведомых винта 3. Поверхности винтов образуют циколидальное зацепление, образующее изолированные камеры.

При вращении ведущего винта (ротора) пространство между ним и ведомыми винтами заполняется рабочей жидкостью, которая, находясь в камере, перемещается из области всасывания в область нагнетания.

В связи с тем, что камеры разделены линиями контакта, вытеснение жидкости происходит непрерывно. Благодаря этому, винтовые насосы обеспечивают подачу жидкости с низкими пульсациями расхода и давления.

Для обеспечения стабильности и долговечности работы автономной частной скважины необходимо подбирать оборудование для перекачки воды, как можно более простое в конструкции, но при этом и надежное, и функционирующее в любых условиях. Как нельзя лучше для этого подходит винтовой насос. Разберем, каково его устройство, принцип действия и назначение, какие виды бывают и в чем их специфика, какими плюсами и минусами обладает, каковы особенности его эксплуатации и правила установки.

Винтовой насос – устройство, принцип действия, назначение

Насосное оборудование, основной рабочий узел (ротор) которого имеет форму винта или шнека, предназначен прежде всего для перекачки жидких сред с высоким показателем вязкости. Например, он без труда может в рамках заданных рабочих характеристики перекачивать воду с песком или масло.

Поэтому ими часто оснащают не только различные производственные циклы, но и частные автономные скважины, не отличающиеся стабильностью показателя работы – то есть на дне которых часто возникают отложения ила, глины или песка. Это прежде всего абиссинские колодцы, слаботочные скважины, обычные колодцы или водоемы. Кроме того, оборудование относится к погружному типу, а это означает, что оно обладают максимальным напором и оптимальным образом подходит именно для установки в скважину, особенно в регионах, где бывает зима.

Бытовой винтовой насос имеет следующее устройство:

Отдельный отсек для размещения вертикального однофазного электропривода с ротором сухого типа. Разделяется с гидравлической частью масляной камерой. В нижней области размещается конденсатор пуска.

Гидравлический отсек корпуса. Внутри него находится рабочий шнек с муфтой в резиновой обойме и фильтр для воды. В самом корпусе имеются водозаборные отверстия, проходя через которые вода проталкивается винтовым механизмом к патрубку.
Перфорированный цилиндр из нержавеющий стали – для забора воды.
Крышка с проушинами – на ней располагаются петли для крепления подъемного троса и выходная трубка с резьбой для фиксации клапана обратного типа и водоподъемного рукава.

Корпус насоса изготавливается из нержавеющий стали, чугуна или пластика.

Механизм действия

Принцип работы винтового насоса для скважины сводится к следующему простому алгоритму:

Вода из скважинного канала проникает внутрь рабочей камеры через перфорированную часть корпуса.
Вращающийся шнек производит забор воды и направляет ее к выходному патрубку.
Образуемая при этом винтовая ось между корпусом и выступами шнека препятствует выходу воды наружу.

При этом чем с большей частотой вращается ротор с винтом, тем выше скорость подачи, и тем больше объем перекачиваемой в единицу времени воды.

Назначение

Применяются винтовые насосы в быту, когда требуется решить следующие насущные вопросы:

Постоянное или сезонное водоснабжение частного дома, дачи, бани.
Заполнение и опорожнение искусственных водоемов – бассейна, пруда, емкостей для полива огорода или обогрева дома.
Орошение зеленых зон, сада, огорода.
Дренаж пониженных областей рельефа, а также внутри строений при сезонном подъеме воды или наводнении.
Первичная прокачка скважины после бурения.
Чистка скважин и колодцев от донных отложений.

Важно! При выборе насоса винтового типа необходимо обратить внимание на размеры его главного рабочего элемента – шнека. Чем больше его длина, тем более производительным является оборудование.

Плюсы и минусы

Шнековый насос для скважины отличается следующим рядом преимуществ:

Достаточно высокая производительность – до 70%.
Минимальная базовая цена – намного дешевле центробежных аналогов.
Простота устройства, задающая несложную эксплуатацию, надежность, долговечность и при необходимости быстрый и доступный ремонт.

Возможность перекачивать воду с частицами песка, ила и глины без урона внутренним рабочим элементам. Это позволяет устанавливать насосы данного типа в скважины на песке, в водозаборе которых часто возникают донные отложения, и где насосы других типов быстро ломаются.
Максимальная глубина забора воды – 8,5 м.
Хорошие эксплуатационные характеристики – отсутствие шума и пульсации, небольшие габариты.

Недостатки проявляются в следующем:

Высокая стоимость на качественно изготовленные модели известных производителей. Объясняется это прежде всего сложностью технологии производства.
Перегорание при работе вхолостую, то есть когда рабочая часть окажется вне воды.
Отсутствие регулировки объема водозабора.

На заметку! Винтовые модели характеризуются небольшим диаметром и вытянутой формой, что, однако, не ограничивает их производительности. Поэтому их весьма удобно использовать в качестве погружного оборудования для скважин небольшого диаметра.

Разновидности

Ввиду того, что винтовые насосы могут иметь разное назначение и условия применения, то и различаться они могут по конструкционным признакам и принципу действия. Существуют следующие основные модификации:

Шнековые. Предназначены для перекачки воды с твердыми частицами, а также химически агрессивных жидкостей. Устанавливается как в вертикальном, так и горизонтальном положении. Подходит и для скважин, и для колодцев. Отличаются простой конструкцией и низкой стоимостью.
Штанговые. Основное назначение – перекачка вязких сред, например, в нефтеперерабатывающей отрасли. В состав устройства входит внешний привод, колона вращения и сальник устьевого типа. Характеризуется большой мощностью, но и высокой ценой.
Вакуумные. В конструкции имеются 2-а вращающихся в противоположные стороны ротора. Принцип действия основан на том, что вода сначала попадает в пространство между цилиндром и камерами, а затем выходит в выводной патрубок.

Обратите внимание! Бытовые модели винтового типа подразделяются по допустимой глубине применения. Стандартные экземпляры позволяют качать воду с глубины до 25 м при низком уровне дебета. Глубинные их аналоги отличаются удлиненным шнеком, и предназначены для подъема воды до 100 м из артезианских источников.

Особенности эксплуатации

Винтовой насос для скважины может проработать не один десяток лет в безаварийном состоянии благодаря следующим особенностям эксплуатации:

Охлаждение мотора осуществляется естественным образом – самой перекачиваемой водой. Поэтому располагается всегда ниже заборных отверстий.
Бесшумность работы оборудования позволяет делать скважину максимально близко к дому.
Отсутствие вибраций исключает воздействие мотора на стенки скважинного канала.
Обнаружение поломок и неисправностей оборудования доступно даже непрофессионалу – ввиду простоты устройства.

Модели винтового типа одинаково эффективно работают при вертикальном и горизонтальном расположении. Это значит, что их можно использовать для перекачки воды не только из скважины, но также реки, ручья, колодца и любого другого подходящего водоема.

Видео описание

В этом видео показано устройство и принцип работы шнекового насоса:

Правила установки

Для того чтобы погружной винтовой насос прослужил как можно дольше, в ходе монтажа должны соблюдаться следующие правила:

Водоподъемная труба должна выдерживать наибольшее давление в системе и соответствовать размерам выходного патрубка.
Гибкий шланг должен исключать образование скруток и перегибов.
Подъем-опускание оборудования должно осуществляться с помощью нейлонового или стального троса. В любом случае насос не должен подвешиваться за электропроводник.
Диаметр обсадной трубы должен позволять свободно проходить оборудованию с учетом кабеля и труб.
Насос не должен находиться от дна скважины ниже чем на 0,5 м.
Агрегат не должен качать воду при закрытой водозапорной арматуре.
Насосное оборудование должно оснащаться защитным датчиком сухого хода.
Электрокабель не должен находиться в бухте, так как это приведет к перегреву и плавлению изоляции.

Совет! Если модель не оснащается с завода обратным клапаном, его необходимо установить при монтаже – на выходную трубку перед водозаборной магистралью.

Видео описание

Видео-инструкция по установке погружного винтового насоса в скважину:

Коротко о главном

Винтовое насосное оборудование перекачивает воду за счет движения специального рабочего элемента винта. Такое устройство позволяет без повреждения перекачивать не только воду, но и более вязкие среды, в том числе с включением песка, ила и глины. Насос состоит из электрооборудования с мотором, гидравлической части, водозаборного цилиндра, крышки с проушинами и патрубком.

Вода, попадая через отверстия, поступает на винт, который в ходе вращения поднимает ее и подает в выходной патрубок. Применяется шнековый насос в быту для подачи воды в дом или баню, заполнения или опустошения бассейна и прочих резервуаров, полива растений, дренажа затоплений, а также прокачки и прочистки скважины. Главные его плюсы:

Низкая базовая цена.
Большая производительность.
Простая конструкция.
Возможность перекачки воды с илом и песком.
Наибольшая глубина забора – 8,5 м.
Приемлемые эксплуатационные параметры.

Недостатки связаны с высокой стоимостью качественных моделей, быстрым перегоранием при работе в холостую и отсутствии регулировки объема забора воды. Насосы разделяются на 3 типа – шнековые, штанговые и вакуумные. У каждого из них есть свои плюсы, минусы и специфика применения. Долговечность и безаварийность работы обеспечивают специальные условия эксплуатации и соблюдение особых правил при установке.

Время чтения: 5 минут

Винтовые насосы активно используются в металлообработке, химической и текстильной промышленности, а также в целом спектре сфер, где важны надежность техники, ее длительный рабочий ресурс.

Устройство
Принцип работы
Сферы применения оборудования
Виды насосов винтового типа
Преимущества и специфические особенности

Винтовые насосы разрабатывались непосредственно для работы с жидкостями и различными растворами, характеризующимися высокими показателями вязкости.

Устройство винтового насоса

Движение системы в винтовом насосе обеспечивает цилиндрический ротор со специальным спиральным желобом. Этот элемент внешне напоминает обычный винт. Размещается он внутри стального трубчатого статора, оснащенного каналом в виде спирали и эластомерной гильзой.

Спираль ротора оснащается несколькими заходами, в спирали статора этих заходов всегда будет на один больше, чем в роторе.

Пространство между ротором и статором надежно защищено от проникновения воды. Контактная линия разделяет всю рабочую полость на несколько отдельных частей, которые могут открываться и закрываться по очереди.

За счет изменения частоты вращения ротора можно контролировать объем перекачиваемой среды посредством регулировки частотного привода.

Корпус винтового насоса может изготавливаться из высокопрочного чугуна или пластика. Если оборудование используется для выкачивания среды из скважин, оно помещается в корпус, произведенный из нержавеющих марок стали.

Принцип работы винтового насоса

Движение среды в винтовом насосе происходит внутри рабочей камеры вдоль винтовой оси. Сам винт создает эту ось между винтовыми и смежными канавками и стенками рабочего корпуса. Мы получаем полностью замкнутое пространство, среда в котором запускается в движение механическим путем.

Уникальная конструкция насосного оборудования полностью исключает риск обратного движения перекачиваемой среды.

Фото: принцип действия

Сферы применения оборудования

Винтовые насосы рассчитаны на работу с большими нагрузками. Их способность перекачивать высоковязкие жидкости нашла свое применение в следующих сферах.

1. В пищевой промышленности. С помощью агрегатов можно не только перекачивать продукты питания, содержащие различные твердые включения, но и осуществлять их точную дозировку.

2. В сфере строительства. Применяются для подачи различных строительных смесей, отличающихся высокой густотой. Техника позволяет подавать растворы для оборудования кровли, наливных полов и не только.

3. В различных скважинах. Оборудование позволяет осуществлять выкачивание из полостей, ям, различных скважин грязную воду, в составе которой присутствует немало твердых элементов.

4. В химической промышленности. Применяются для перекачки агрессивных веществ высокой вязкости.

Виды насосов винтового типа

Шнековые. Техника, используемая в пищевой и химической промышленности, для работы с высокоабразивной средой. Перекачка смесей возможна как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении. Часто применяется для поднятия воды из скважин различной глубины.

Фото: шнековые насосы

Штанговые. Предназначены для работы в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Эксплуатируются для работы со средами высокой вязкости. В конструкции штанговых агрегатов присутствует вращательная колонна и устьевой сальник. Привод оборудования, как правило, имеет поверхностную установку. Техника стоит дорого, но отличается значительной производительностью.

Вакуумные. Включают в своей конструкции два ротора винтового типа, которые вращаются одновременно, но в противоположные друг от друга стороны. Это приводит к тому, что попадающая внутрь рабочей камеры перекачиваемая среда оказывается в пространстве между цилиндром и образуемой винтами пустотой, а после перекачивается в выходное отверстие.

Преимущества и специфические особенности винтовых насосов

Показатель КПД нередко составляет 50–70 %. Оборудование используется в работе со средой высокой вязкости. При этом оно обеспечивает отличную мощность перекачки, способно создавать значительный напор (с такой задачей не справляется импеллерная техника).

Насосы, подающие жидкость вращающимися винтами, называются винтовыми.

Винтовые насосы используются для перекачивания любых капельных жидкостей. Они применяются в гидроприводе, в циркуляционных водяных и масляных системах главных и вспомогательных двигателей, используются как топливные, форсуночные и даже как грузовые насосы танкеров. Винтовые насосы выпускаются с производительностью 0,5—1200 м 3 /ч при напоре 30 — 2000 Н/см 2 (3 ÷ 200 кгс/см 2 ) и частоте вращения винтов 480—3000 об/мин.

Винтовые насосы делятся на герметичные и негерметичные. Насосы герметичны, если в них винтами обеспечивается полное разобщение напорной и всасывающей камер. Винтовые насосы бывают одно-, двух-, трех- и многовинтовые. Наибольшее распространение на морском флоте получили трехвинтовые насосы с циклоидальным зацеплением и пятивинтовые с эвольвентно-циклоидальным зацеплением. Винты этих насосов имеют прямоугольный или трапециевидный профиль нарезки.

1) по изменению направления потока жидкости - реверсивные и нереверсивные;
2) по расположению осей насоса - горизонтальные и вертикальные;
3) по количеству винтов - одно, 3-х, 5-ти винтовые;
4) с эксцентричным и концентричным расположением винтов;
5) с односторонним и двухсторонним всасыванием;

Одновинтовой насос — винтовой насос, в котором замкнутая рабочая камера образована винтом (ротором) и неподвижной обоймой (статором).

Двухвинтовой насос — винтовой насос, в котором замкнутая рабочая камера образована двумя винтами (роторами), находящимися в зацеплении, и неподвижной обоймой (статором).

Трехвинтовой насос — винтовой насос, в котором замкнутая рабочая камера образована тремя винтами (роторами), находящимися в зацеплении, и неподвижной обоймой (статором).

Многовинтовой насос — винтовой насос, в котором замкнутая рабочая камера образована более чем тремя винтами (роторами), находящимися в зацеплении, и неподвижной обоймой (статором).

Винтовые насосы надежны в работе и обладают способностью поддерживать постоянное давление при изменении нагрузки. К недостаткам их следует отнести сложность изготовления и повышенную стоимость.

Винтовые насосы обладают рядом положительных свойств:

возможностью создавать большие давления нагнетания;
большой высотой всасывания;
равномерностью подачи;
простотой устройства;
малой массой и габаритами;
большой надежностью и моторесурсом; отсутствием взаимозависимости между напором и производительностью;
постоянством к.п.д.
бескавитационной работой при значительной частоте вращения винтов;
высоким значением объемного к. п. д. (0,6 ÷ 0,95) и механического (0,85 ÷ 0,95);
малым падением объемного к. п. д. с увеличением давления нагнетания;
уравновешенностью движущихся частей;
высокой частотой вращения винтов.

На рис. 35 изображен винтовой насос вертикального исполнения. Он состоит из пяти двухзаходных винтов одинакового диаметра. Винт 4 является ведущим, винты 5 — уплотняющими, они примыкают к цилиндрической поверхности обоймы 6. Все винты имеют одинаковые профили и различаются шириной впадин и направлением нарезки. Гребни 12 фиксируют положение винтов в- осевом направлении. Винты вместе с обоймой образуют рабочую часть насоса, которая через камеры А, В соединяется с патрубками насоса С, D. В корпус насоса запрессованы втулки 2 и 7, а в них размещены подшипниковые втулки 3, 8.

Корпус насоса имеет крышки 1 и 11. Полость Е служит для подачи перекачиваемой жидкости на смазку подшипников во время пуска насоса и его работы. Осевое усилие, возникающее на винтах из-за разности давления в камерах В и А, воспринимается упорным подшипником, состоящим из упорной пяты 9 и подпятника 10. Уравновешивание достигается и за счет подачи перекачиваемой жидкости из камеры В под нижние торцы винтов. В верхней крышке насоса установлено уплотнение 14 и клапан 13.

При пуске насоса жидкость из полости Е засасывается пятой 9 и поступает на смазку нижних подшипников, а оттуда по осевым каналам винтов 5 на смазку верхних подшипников. Воздух из полости А захватывается винтами и подается из всасывающего в нагнетательный трубопровод через камеру В и патрубок D. После заполнения перекачиваемой жидкостью всасывающего трубопровода и камеры А насосом осуществляется ее подача. Во время работы насоса жидкость поступает во впадины винтов, при их повороте — в рабочую часть насоса и оказывается отсеченной от полости всасывания поверхностями обоймы, винтов и контактными линиями зацепления. При вращении винтов жидкость переносится в полость нагнетания.

Поперечное сечение винтов представляет собой пять сцепленных шестерен особой формы, называемых образующими шестернями. Поверхность винтов насоса получается винтовым движением образующих шестерен. На рис. 36 представлено поперечное сечение этих двух заходных винтов с эвольвентно-циклоидальными несимметричными профилями.

Литература

Судовые вспомогательные механизмы - Карамушко, Лукьянов [1968]
Эксплуатация судовых вспомогательных механизмов, систем и устройств - Попов В.В. [2021]
Насосы и насосные станции - Ю. В. Аникин, Н. С. Царев, Л. И. Ушакова [2018]

Винтовой насос получил широкое распространение в области обеспечения водой из колодца или скважины частных домов и коттеджей. Он способен работать даже в том случае, если вода содержит включения твердых частиц.

Каждый владелец своего дома знает, что после приобретения недвижимости стоит подумать и об обеспечении дома водой. Ведь отсутствие водоснабжения может сильно испортить впечатление от покупки.

Содержание статьи

Правильный выбор погружного насоса, а в нашем случае винтового насоса является гарантией бесперебойного водоснабжения в течении длительного времени.

Винтовой насос для скважины пользуется заслуженной популярностью среди любителей загородного отдыха на своем участке, а также среди владельцев коттеджей и домов за счет простоты эксплуатации и легкости монтажа. К тому же, в отличии от поверхностного насоса, винтовой отличается универсальностью в подаче воды с большой глубины.

Принцип работы винтового насоса.

Оборудование этого типа выпускается как с одним винтом – для бытового применения в скважине, так и с несколькими винтами – для эксплуатации на промышленных объектах.

Независимо от типа конструкции, работа винтовых насосов основана на понятии винта Архимеда.

Принцип действия винтового насоса основан на возможности создания специального профиля, в котором линия зацепления между винтом и корпусом насоса обеспечивает полную герметизацию области нагнетания от области всасывания.

При вращении винта эта линия перемещается вдоль оси. Длина винта для обеспечения герметичности при всех положениях должна быть несколько больше шага расположения винтов.

Жидкость, расположенная во впадинах винта и ограниченная корпусом, при вращении винтов вытесняется в область нагнетания.

В большинстве случаев винтовые насосы, так же, как и шнековый выполняются с одним винтом. Но для промышленных целей выпускают варианты с тремя винтами: средний – ведущий и два боковых – ведомые.

Подбирая винтовые скважинные насосы определяют основные технические характеристики, основными из которых являются подача и напор. Особенностью такого оборудования является постоянное значение напор, который не меняется при изменении производительности.

Подача определяется по формуле:
Q = 0.0691 * n * d3, где
n – число оборотов винта в минуту;
d – диаметр начальной окружности винтов.

Устройство винтового насоса

В общем случае в устройство винтового насоса входят:
1 – вал;
2 – корпус;
3 – напорный патрубок;
4 – всасывающий патрубок;
5 – уплотнение;
6 – подшипники.

Питание оборудование производится от электрической сети, после чего оборудование приводит в движение электродвигатель. Выпускают модели как с отдельно смонтированным двигателем (как на схеме), так и со встроенным.

Рассматривая конструкцию оборудования, можно заметить, что наружная поверхность винтов лежит на внутренней поверхности корпуса. При перекачивании, например, масла или других вязких жидкостей в месте контакта винта с корпусом образуется несущий масляный клин.

При этом между выступами винтов и корпусом создается замкнутое пространство, которое делает невозможным утекание жидкости обратно. Такой принцип работы винтового насоса обеспечивает равномерный график подачи жидкости во времени. К тому же, его неоспоримым преимуществом является способность к самовсасыванию жидкости.

Благодаря простой конструкции, такие агрегаты имеют широкую область использования. Эксплуатация винтового насоса нашла применение:
в бытовой сфере – подача воды из скважины или колодца;
в промышленной сфере – в работе вакуумных установок, для сушки продукции или при дегазации;
в нефтедобывающей отрасли – при работе со средне и низкодебитовыми скважинами.

Типы винтовых насосов

Начиная описывать погружные винтовые насосы следует заметить, что модельный ряд их довольно скромен. Это следует из того, что сами по себе винтовые глубинные насосы являются разновидностью погружного оборудования.

Насосы глубинные винтовые

Такое оборудование отличается удлиненным шнеком, за счет чего достигаются достаточно высокие рабочие характеристики.

Глубинные винтовые насосы используются для поднятия воды из артезианских скважин, где расстояние до воды может равняться нескольким сотням метров. Это самые мощные образцы линейки погружных винтовых насосов, что прямым образом сказывается на стоимости оборудования.

Насос для колодца

При выборе насоса для колодца, зачастую приоритет получают модели с креплением к стенке колодца. Такие насосы незаметны, а при работе издают только чуть заметный шум.

При установке насоса в колодец следует учитывать уровень воды. Желательно, чтобы уровень воды в колодце оставался постоянным. В противном случает нет возможности гарантировать надежную работу насоса.

Насос для колодца необходимо устанавливать не ниже одного метра от дна, иначе в процессе работы насос будет засорятся грунтом и мусором.

Винтовой насос для скважины

На насос глубинный винтовой крепится трос в специально предусмотренном месте, затем оборудование погружается непосредственно в воду. Питание подается по электрическому кабелю, с помощью которого осуществляется управление – включение и выключение.

Такой винтовой скважинный насос способен работать в очень жестких условиях. На работу агрегата не влияет наличие механических примесей в воде, он способен обеспечить Ваш дом водой с достаточно большой глубины.

Винтовой вакуумный насос

Винтовой вакуумный насос представляет собой вариант оборудования с двумя винтами, которые вращаются во взаимно противоположных направлениях. Благодаря такому размещению перекачиваемая среда вначале оказывается между корпусом и камерами винтов, а затем перемещается в напорный патрубок.

Такие агрегаты широко используются в промышленной сфере:
для вакуумной упаковки;
при сушке продукции;
для дегазации;
в штамповке, прессовке, ламинировании и др.

Винтовые штанговые насосы

Такие агрегаты широко используются в сфере добычи нефти. Конструктивно это агрегаты с однозаходным винтом. Такие насосы широко используются при эксплуатации для низко и среднедебитных скважин.

В отличии от своих прямых конкурентов – станков-качалок винтовые штанговые насосы:
имеют простую и надежную конструкцию;
отличаются малыми массогабаритными параметрами;
легко монтируются на скважину;
не нуждаются в возведении фундамента;
отличаются простотой при обслуживании.

Как выбрать винтовой насос?

Для того чтобы приобрести лучшие винтовые насосы уделите внимание их 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.

Установка в скважину

Установка винтовых насосов в скважине практически не отливается от монтажа центробежных агрегатов.

Хотя эти два типа оборудования отличаются конструкцией и принципом работы, назначение у них общее – подача воды по трубопроводу.

Установка в скважину выполняется в следующем порядке:

Шаг 1 – распаковываем насос, проверяем на наличие повреждений и работоспособность.

Шаг 2 – Закрепляем напорный шланг на верхней крышке.

Шаг 3 – подключаем электрокабель к кабелю насоса и стягиваем его хомутами с напорным шлангом.

Шаг 4 – крепим трос. Устанавливаем поплавковый выключатель при наличии.

Шаг 5 – на тросе опускаем винтовой насос на необходимую глубину и закрепляем в скважине.

Шаг 6 – подключаем питание и проверяем работу оборудования.

Первый пуск рекомендуется выполнять краткосрочным, чтобы проверить направление вращения по значению напора и подачи, а также общую работоспособность системы.

Читайте также: