Водяные насосы высокого давления: разновидности, принцип работы- Обзор +Видео

Нюансы конструкции

Любой описываемый насос является достаточно объемным аппаратом

Неважно, импортная модель или отечественная. Рабочие детали двигаются возвратно-поступательным путем

Алгоритм работы деталей движения:

Во внутреннем строении камеры находятся всасывающий и напорный клапаны. Также располагается цилиндр, который задействует плунжер.
Перемещение последнего при работе происходит аксильно.
Внутренняя камера подсоединяется к заборному и выходному трубопроводу.
Рабочий процесс заключается в полном повороте кривошипа. Этого периода хватает для захвата плунжером порции воды из всасывающего трубопровода и направления жидкости в напорную трубу.

Количество жидкости, которую может прокачать насос, зависит от размера плунжера и его хода. Есть приборы высокого давления, которые используют принцип двустороннего действия. При работе они задействуют сразу две части цилиндра. Полуоборота коленвала хватает для забора и опрыскивания жидкости одновременно с движением плунжера в одну сторону. А при полном обороте коленвала происходит сразу два процесса, но в разных направлениях.

Двусторонняя конструкция подразумевает двукратное увеличение подачи воды, что отличает эту модель от односторонней. Кроме того, работа двустороннего агрегата обеспечивает равномерный поток.

Прибор с высокой шкалой давления обойдется достаточно дорого. Высокая стоимость обусловлена точностью изготовления деталей. При подгонке деталей зазоры составляют несколько микрон. На поверхности штока должна быть обеспечена минимальная шероховатость. Для твердости покрытия шток закаляется в печах ТВЧ. Центральная часть более мягкая и обеспечивает изделию пластичность.

Что нужно знать о давлении насоса

Среди параметров, указываемых в техническом паспорте, скважинной погруженной насосной установки или просто насоса указывается и такой показатель, как давление, при этом в документации к разным моделям и у разных производителей он указывается в нескольких величинах – «бар» и «атмосферах». Для самой простой скважины, оборудуемой для сезонного полива грядок, показатель давления не является столь критичным, здесь больше внимания обычно уделяют такому показателю как «напор», ведь подбор насоса производится в зависимости от глубины скважины, а напор как раз характеризует способность насоса поднимать воду на определенную высоту. Для центробежных насосов в буквальном смысле это величина энергии, придаваемая движителем воде для преодоления силы сопротивления трубопровода. Напор в отличие от давления измеряется в метрах водяного столба, в то время как давление показывает величину, с которой вода давит на стенки трубы. Напор как расчетная величина используется для расчета свойств оборудования по подъему и транспортировки воды к месту сброса. Давление, создаваемое насосом в расчете системы автономного водоснабжения, показывает какое необходимо подобрать оборудование, чтобы обеспечить постоянный напор воды в системе.

Для погружных центробежных насосов напор, указывает на какую высоту от точки забора воды, до максимальной верхней точки может поднять насос и на какое расстояние от этой точки он может ее перекачивать.

Давление, показывает какое усилие, оказывает жидкость на стенки трубы, и измеряется в величинах, довольно близких по значению, но все-таки имеющих небольшое различие – барах и атмосферах

И хотя 1 бар это давление необходимое для подъема воды на 10 метров, разница в 0,0197 атмосферы между 1 баром и 1 атмосферой берется во внимание при расчете давления скважин большой глубины. Так для скважины глубиной 30 метров минимальное давление, создаваемое насосом должно быть 3 бара, или 3,0591 атмосфера

Давление нагнетания насоса важный показатель и для расчета других элементов системы индивидуального водоснабжения, таких как трубы, запорная арматура, органы управления и гидроаккумулятор.

Виды ТНВД

Топливные системы бывают трех типов:

Моновпрыск. Это самая первая модификация. Представителем изначально был карбюратор. В его полости подготавливалась топливно-воздушная смесь и подавалась во впускной коллектор. Чуть позже такие системы вместо карбюратора получили одну форсунку, которая производит впрыск топлива во впускной коллектор, где происходит смешивание его с воздухом;
Многоточечный впрыск. Это уже разновидность инжекторной системы. Для каждого цилиндра на впускном коллекторе устанавливается индивидуальная форсунка. Впрыск производится тоже во впускной коллектор, только максимально близко к впускному клапану;
Непосредственный впрыск. Как следует из названия системы, топливо распыляется непосредственно в цилиндры в момент, когда воздух в них уже сжат поршнем.

Всего существует три вида подобных механизмов, которые могут использоваться в данных типах топливных систем:

Рядный;
Распределительный;
Магистральный.

Рядный ТНВД

Рядный тнвд состоит из нескольких насосов, заключенных в один корпус. Каждый из них обслуживает отдельную форсунку. Данная модификация использовалась в старых дизельных моторах. Работа всего механизма жестко зависит от привода ГРМ.

Рядная модификация используется уже достаточно длительный период. Даже некоторые современные автомобили (грузовики) оснащены такими насосами. Причина – их высокая надежность и неприхотливость к качеству дизеля.

Работает рядная система следующим образом. Плунжерная пара приводится в движение благодаря повороту коленвала. Один оборот кулачкового вала насоса соответствует двум оборотам коленчатого вала мотора.

Характеристики аппарата

Современные плунжерные насосы высокого давления по своему строению, условиям работы и функционалу имеют большое сходство с поршневыми аналогами. Этому способствует наличие плунжера (англ. plunger — погружаться), представляющего собой пустотелый цилиндр. Он «ходит» в уплотняющем сальнике, не соприкасаясь со стенками рабочего цилиндра. Гидравлические дозаторы ручного типа используются гораздо реже. Производительность узла достигает 90%.

Плунжерные насосы отличаются высокой производительностью на фоне элементарной эксплуатации

Популярными сферами применения являются области, связанные с нефтепереработкой и химией. Также используют насос для мойки высокого давления. Гидравлические агрегаты применяют для изготовления растворов, компоненты которых подобраны с высокой степенью точность. За счет конструктивных особенностей производители предлагают объемные и необъемные тип.

Особые эксплуатационные условия обязывают задействовать в изготовлении материалы, обеспечивающие длительную и стабильную работу плунжеру, а также стойкость к износу, герметичность, высокие прочностные характеристики. КПД выпускаемых агрегатов превышает 0,9. Дифференциация видов по конструкционным особенностям следующая:

горизонтальные;
вертикальные;
многоцилиндровые;
ручные;
автоматические;
многоплунжерные;
с герметичными цилиндрами.

При этом очевидными являются следующие преимущества, которыми обладает практически каждый плунжерный насос высокого давления:

монтажные работы выполнить очень просто;
управлять аппаратом не составит труда;
конструкционное исполнение позволяет провести индивидуальную настройку;
предусмотрена система смазки, позволяющая к ней легко добраться;
присутствует возможность плунжерный насос высокого давления отрегулировать на выход нужного рабочего давления за счет правильного подбора числа плунжеров.

Внутреннее устройство

Плунжерные насосы высокого давления Pratissoli

Основная масса моделей, представленных на отечественном рынке, будь то профессиональный или бытовой аппарат, представляет собой устройство объемного типа. Рабочие элементы перемещаются возвратно-поступательным методом. Такое аксиальное движение подразумевает следующий алгоритм:

внутри камеры располагаются два клапана: всасывающий и напорный, включая цилиндр с задействованным в процессе плунжером;
во время рабочего процесса плунжер перемещается аксиально;
рабочая камера соединена с двумя трубопроводами: заборный и выходной;
рабочий цикл состоит из полного поворота кривошипа, за это время плунжер успевает захватить дозированную порцию жидкости из всасывающей части и отправить ее в напорную трубу.

История разработки и совершенствования

Впервые данное устройство было разработано в 1930-х годах Робертом Бошем. В легковых автомобилях тнвд начали активно использовать во второй половине того же десятилетия.

Так как первые бензиновые моторы оснащались карбюраторами, то в таком механизме нуждались только дизельные агрегаты. В наши дни бензиновые моторы с системой непосредственного впрыска также имеют насос подобного типа (карбюратор уже встречается крайне редко – только в машинах старого поколения).

Хотя принцип работы насоса практически не изменился, сам механизм претерпевал многократные модернизации и улучшения. Причиной тому – повышение норм экологичности и производительности ДВС. Вначале использовался механический тнвд, однако он был не экономичным, что приводило к объемным выбросам вредных веществ. Современные электронные насосы показывают отличную экономичность, что позволяет транспорту вписываться в рамки экологических норм и удовлетворяют водителей скромного достатка.

Особенности водоснабжения многоквартирного дома

Схемы централизованного обеспечения водой в городских условиях состоят из нескольких технологических циклов:

Водозабор. Для питьевой воды он может быть устроен из достаточно полноводной реки или системы артезианских скважин.
Станция водоподготовки, где производится фильтрация и осаждение твердых фракций, а также обеззараживание воды от бактериальных составляющих и химически вредных веществ. На выходе жидкость обязательно проходит контроль качества в специальной лаборатории.
Подготовленная к использованию вода накапливается и сохраняется в специальных обширных резервуарах.
Из накопителей подготовлена вода забирается водопроводной насосной станцией и распределяется далее.
Водопроводная сеть подключается к домовым распределительным сетям и по стоякам подается в квартирные разводки.

Внутриквартирные водопроводные сети могут иметь различные конфигурации. Давайте рассмотрим их для четкого понимания вопроса.

Тройниковая разводка в квартире

Такой способ формирования водопровода в квартирах применяется еще и по сегодняшний день.

Он включает в себя следующие основные элементы:

Распределительная труба, подключаемая к стояку. При этом обязательным элементом конструкции является шаровый кран на входе.

Применение фильтра грубой очистки обязательно. Он осаждает на своей сетке загрязнения, присутствующие в воде. Без него трубы быстро засоряются, и препятствую протоку, часто становясь причиной падения давления.

По ходу монтажа водопровода в распределительную трубу врезаются тройники, от которых производится подключение различных сантехнических приборов и бытовой техники.

Для подключения ванны, душевой и других точек водоразбора применяются гибкие подводки.

При подключении многих видов бытовой техники производители рекомендуют устанавливать в водопровод дополнительный фильтр тонкой очистки воды.

Преимуществом такой схемы компоновки водопроводной системы является минимальная потребность в трубах и фитингах.

Но и недостатки весьма значительны:

при ремонте и обслуживании разводки приходится отключать воду центральным краном, вследствие чего пользование остальными точками водозабора невозможно;
при открытии нескольких кранов одновременно резко падает давление в водопроводной сети, что затрудняет пользование водой.

Коллекторная разводка в квартире

Несколько иначе выглядит схема разводки с использованием коллектора. При этом к стояку подключается такая же питающая труба, но она не участвует в распределении потоков воды, а заканчивается коллектором.

Он представляет собой корпус, от которого устанавливаются краны ответвлений к различным точкам потребления, включая сантехническое оборудование и бытовую технику.

При таком построении разводки водоснабжения напор в различных ветвях сети будет одинаковым.

Кроме того, на гребенке имеется возможность перекрыть отдельные ответвления для ремонта или обслуживания. При этом остальные работают в штатном режиме.

Разводка труб по коллекторной схеме позволяет отрегулировать режим подачи воды индивидуально для каждой точки потребления в зависимости от ее характеристик. При этом целесообразно использовать реле давления. При повышенных требованиях того или иного прибора к качеству воды можно установить дополнительные фильтры перед нужным устройством.

К недостаткам коллекторной схемы можно отнести потребность в относительно большем количестве труб. Но это компенсируется надежностью и удобством применение трубопровода.

Смешанные схемы

Их применяют при необходимости устройства сложно разветвленного трубопровода большой протяженности. Чтобы не тянуть трубы на значительное расстояние.

Для этого устанавливается вторая питающая труба через тройник на входе и к ней подключается еще одна гребенка для организации разводки.

Такие сложные системы могут применяться в больших загородных домах и коттеджах.

Область применения

Плунжерные модели являются устройствами специального назначения, создающими очень высокое давление, поэтому в быту практически не применяются. Основные области их использования — промышленная сфера, они находят применение в следующих отраслях:

В химической промышленности для перекачки веществ с высокой вязкостью и их точной дозировки при изготовлении химических соединений, не вступающих в реакцию с металлом.
Для подачи дозированного количества воды и других жидкостей с высоким давлением.
В нефтедобывающей и газовой промышленности при бурении скважин.
В энергетической промышленности в парогенераторах.
В машиностроении при изготовлении оборудования с гидроприводом с рабочим давлением до 3000 бар., автомобилестроении в системах впрыска дизельных двигателей.
Плунжерные насосы для воды широко применяются в сервисных центрах для мойки автомобилей.

Одна из нетрадиционных областей применения плунжерных насосов — водоструйная очистка и резка материалов. При давлении около 2000 бар. струя воды способна удалять лакокрасочное покрытие или ржавчину без остатка. Технология широко используется при очистке железобетонных конструкций, бортов кораблей и взлетно-посадочных полос. Струя воды давлением 3500 бар позволяет получить наивысшую степень чистоты поверхностей WJ-1 по международному стандарту.

Рис. 3 Внешний вид плунжерного насоса

Разделение насосов по сферам применения

Область применения насосов очень широкая. Сегодня их используют практически во всех сферах: строительстве, промышленности, при добыче полезных ископаемых, при разработке систем пожаротушения. В малых масштабах также используются различные типы насосов, и область их применения варьируется от бытового использования для полива, до установки в системах водоснабжения и теплопередачи. В зависимости от сферы применения выделяют типы и виды насосов. Ниже представлены описания, их характеристики и разновидности.

Типы насосов

По целевому назначению:

погружные насосы;
поверхностные насосы.

По способу энергопитания:

электрические насосы;
жидкотопливные насосы.

В зависимости от типа воды:

для чистой воды;
для воды средней степени загрязненности;
для воды высокой степени загрязненности.

Типы бытовых насосов и область их применения

По области применения насосы делятся на бытовые и промышленные. Бытовые насосы бывают поверхностными и погружными. Для бытового использования чаще используют первый тип. Поверхностные насосы применяются для автономного водоснабжения частных домов, полива прилежащей территории, откачки воды из подвалов и прудов, повышения давления при автономной подаче воды в частный дом.

Существует четыре типа бытовых насосов:

садовые;
насосные станции;
дренажные;
глубинные.

Описание и характеристики насосов

Существует 2 вида насосов: поверхностные и погружные. Поверхностные насосы устанавливаются на уровне земли, в скважину или яму опускается шланг. Если насос оборудован автоматической системой включения-выключения при подаче воды, то он называется станцией. Насосы погружного типа включают в себя: дренажные насосы, фекальные, циркуляционные, насосы, установленные в колодцах и скважинах.

Разновидности насосов по конструкции

По конструкции все насосы различаются между собой. Они могут быть вертикальные и горизонтальные. Все насосы отличаются своей сборкой, в зависимости от модели в них могут быть использованы лопатки, лопасти, винты.

Какие бывают погружные гидронасосы?

Эти насосы имеют некоторые конструктивные различия, и из-за этого плунжерные агрегаты подразделяются на:

объемные;
необъемные.

Из-за особенностей эксплуатации плунжерные насосы делают герметичными, износостойкими, прочными и способными обеспечить надежное и стабильное функционирование плунжера.

Аксиально-плунжерные насосы классифицируются по пяти главным характеристикам:

По приводу:

ручной;
механический, является более эффективным при эксплуатации по сравнению с ручным насосом для воды.

По способу действия:

одинарный;
двойной, отличается наличием нескольких рабочих камер;
дифференциальный, один из типа насосов двустороннего действия с двумя камерами. Благодаря данной особенности жидкость перекачивается более равномерно.

По расположению:

вертикальный;
горизонтальный.

По числу плунжеров:

многоплунжерный;
многоцилиндровый;
с герметизированными цилиндрами.

По виду перекачиваемой жидкости:

кислотный;
масляной;
водный;
и пр.

Трехплунжерный насос – является насосом четвертого поколения типа НПГ. От агрегатов прошлого поколения главными отличиями являются диаметр плунжера, гидравлическая коробка и характеристики клапанных узлов системы.

Все плунжерные устройства являются высокопроизводительными агрегатами с высоким КПД, который достигает 90%.

Как грамотно подобрать винтовой насос?

В насосе подобного типа напор жидкости формируется вследствие вытеснения ее из пространства между ротором или шнеком и статором, который представляет собой корпус, выполненный в виде трубы. В данном пространстве образуется камера для жидкости, которая будет перемещаться по мере вращения шнека. Винтовой насос обладает рядом важных характеристик – количество оборотов ротора (у наиболее мощных моделей оно может достигать 6 тысяч оборотов в минуту), объема перекачиваемой жидкости (данный параметр колеблется в пределах от 3 литров до 6 тонн в минуту), а также давление жидкости на выходе из насоса (этот показатель обычно равен 4 – 25 атмосфер).

При выборе обязательно следует обращать внимание на мощность устройства. Она может быть от 250 Вт до 5 кВт

Необходимо также будет учитывать максимально возможную нагрузку, которую способен выдерживать домашний водопровод, а также электрическая сеть строения. Стоит посмотреть, из какого материала выполнен корпус аппарата. Этот показатель влияет на то, в какой среде можно пользоваться данным аппаратом. Дело в том, что в грунтовых водах содержится довольно большое количество растворенных солей. Если корпус будет изготовлен из обыкновенной стали, то это приведет к тому, что совсем быстро на ней начнутся коррозионные процессы.

В большинстве случаев винтовые насосы помещаются в корпус из пищевой нержавеющей стали, которая не будет вступать в химическую реакцию с растворенными в воде солями, следовательно, не начнет ржаветь в течение всего срока службы. Встречаются модели, которые дополнительно закрываются пищевым пластиком. Масса аппарата оказывает непосредственное влияние на технологию крепления. Легкие устройства вообще не нуждаются в дополнительных конструкциях при монтаже, тяжелые, напротив, нужно будет каким-нибудь образом закреплять в скважине.

На что обращать внимание при выборе

Покупая насос для воды электрический для повышения давления, уточните у консультанта следующие нюансы:

мощность. Чем мощнее будет аппарат, тем большее число потребителей сможет пользоваться его преимуществами. Учитывайте количество кранов в квартире и подключенную к водопроводу бытовую технику;
уровень шума, который у разных моделей различный;
определенные модели насосов предназначены для конкретных сечений труб. Если использовать прибор для водопровода с несоответствующим сечением, то насос будет работать с перегрузками, а напор будет меньше расчетного;
высота подъема уровня воды. Насос для давления воды в водопроводе, рассчитанный на меньшую нагрузку, может просто не дотянуть жидкость до нужного уровня (данный пункт относится к покупке насосной станции);
размер агрегата также имеет значение, ведь иногда его приходится устанавливать в очень маленьких помещениях, в которых находится входная в квартиру магистраль;
немаловажным фактором является надежность и известность производителя.

Производители насосов

Самая известная компания, которая занимается их изготовлением — это Grundfos (Дания). Она была основана более 60 лет назад и выпускает более 15 млн изделий в году. Производственные мощности компании есть в разных странах.

Вторая по популярности компания-производитель насосов в мире – это Cat Pumps. Её продукция качественная и надёжна, кроме того, она отличается своей универсальностью. А на рынке водяных насосов эта компания занимает лидирующие позиции благодаря тому, что её изделия имеют очень долгий срок эксплуатации.

Особенность продукции Cat Pumps – это применение трехплунжерного исполнения, которое при низкой пульсации способно давать высокое давление. Кроме того, три поршня работают в синхронном режиме, что даёт постоянный и плавный поток, это сокращает почти 90 процентов основных пульсаций.

Ещё одна известная компания-производитель водяных насосов – это Karcher. Они применяются для таких сфер, как:

Системы водоснабжения.
Очистные сооружения.
Моечные установки.
Промышленные объекты.

На отечественном рынке эти модели особенно популярны, они малошумны, надёжны и универсальны. Покупатели их используют в таких сферах своей жизни и работы, как:

Сельское хозяйство.
Производство.
Промышленность.
Уход за автомобилем.
Загородное хозяйство.

Продукция марки Karcher имеет такие преимущества:

малый вес;
компактность;
экономичность применения;
подходящая мощность;
небольшие затраты на эксплуатацию изделия.

Также хорошие отзывы имеет ещё одна немецкая компания по производству насосов Wilo, которая занимается данным направлением чуть больше десятка лет, хоть и известна на рынке уже достаточно долго.

Наряду с известными европейскими моделями в продаже всегда есть более дешёвые их аналоги из Китая. Как правило, такие насосы имеют сомнительное качество и недолговечны. Однако, среди китайских брендов тоже есть исключения. Стоит отметить продукцию марки Sprut, отличающуюся высоким качеством.

Насосы высокого давления эта компания делает уже давно, и отечественные покупатели их успешно используют для квартир, частных домов и офисов. Низкая цена продукции в этом случае только плюс к качественному товару, а не показатель низкосортности.

Средние цены на водяные насосы высокого давления

Стоимость таких изделий разная и зависит она от следующих факторов:

Также цена зависит и от наличия на насосе специальных механизмов для автоматизации его работы, если они есть, то изделие стоит дороже. Также дороже придётся заплатить за модель с более высоким уровнем электрозащиты.

Помимо этого, на цену влияет и материал, использованный для изготовления корпуса. Модели из нержавеющей стали стоят дороже всего, алюминиевые и чугунные будут дешевле.

Также немаловажную роль при ценообразовании играет и компания-производитель. Более высокую цену имеют изделия от известных торговых марок, которые гарантируют высокое качество своей продукции.

Водяные насосы высокого давления: характеристика разных типов- Обзор +Видео

Нюансы конструкции

Что нужно знать о давлении насоса

Популярные модели