Насосы с боковым каналом

Насосы с боковым каналом обычно используются в процессах, требующих высокого давления, включая аэрацию, сушку и пневматическую транспортировку. Как работают эти типы насосов?

Как устроен насос с боковым каналом

Ключевым элементом бокового насоса является его рабочее колесо, представляющее собой вращающийся диск с лопастями. Рабочее колесо размещено эксцентрично в корпусе насоса. Корпус также содержит ряд боковых каналов, разделенных неподвижными стенками.

Насосы с боковым каналом или жидкостно-кольцевые насосы, как их еще называют, представляют собой своего рода гибрид объемного насоса и центробежного насоса. При запуске насос с боковым каналом начинает работать как объемный насос, поскольку он обладает самовсасыванием, но вскоре начинает действовать как центробежный насос, как только боковые каналы заполняются перекачиваемой средой.

Насос всасывает газ из впуска, обычно при относительно низком давлении. Поступая в насос, газ соприкасается с лопатками рабочего колеса, затем за счет вращения ротора он выбрасывается наружу, где попадает в боковые каналы между стенками. Эти боковые каналы постепенно сужаются, заставляя газ ускоряться.

Скорость, с которой движется газ, помогает ему набирать энергию и давление при прохождении через множество боковых каналов. Многократная рециркуляция и ускорение газа в боковых каналах вызывает постепенное повышение давления.

Жидкость всасывается и попадает на лопасти рабочего колеса и в боковой канал, который открыт только в одной точке корпуса, а не по всей окружности, откуда и произошел термин «жидкое кольцо».

При вращении звездообразного рабочего колеса перекачиваемая жидкость несколько раз перемещается вперед и назад между лопатками рабочего колеса и боковым каналом. Это создает сильную передачу энергии и приводит к увеличению давления до 10 раз больше, чем у центробежного насоса, вращающегося с той же скоростью.

Затем сжатый газ выпускается из выпускного отверстия насоса, где его можно направить по назначению, например, использовать в промышленных процессах или в системах перекачки под высоким давлением.

Преимущества насосов с боковым каналом

Насосы с боковым каналом обязаны своей популярностью многочисленным преимуществам, обусловленным их конструкцией и методом работы.

• Одним из преимуществ насосов с боковым каналом является их способность создавать относительно высокое давление при компактных размерах.
• . Как обсуждалось выше, принцип работы насосов с боковым каналом создает давление, в 10 раз превышающее давление, создаваемое насосами других типов, работающими с той же скоростью. Это делает его подходящим для применений в системах с высоким давлением, в том числе там, где жидкость необходимо перекачивать на большие расстояния или через небольшие трубопроводы. Корпус насоса также рассчитан на то, чтобы выдерживать высокое давление, как, например, модели для работы со сжиженным газом, нагнетая его в резервуар под давлением, чтобы сохранять метан или пропан в жидкой форме, поскольку при атмосферном давлении он занимает значительно большее пространство. Воду также можно перекачивать при температуре выше точки кипения (100°C), при условии, что пар находится под давлением выше атмосферного.
• Насосы с боковым каналом также имеют возможность самовсасывания и способны работать с различными типами газов, что приводит к их использованию во множестве технологических процессов. Когда жидкость собирается во внешней зоне бокового канала и лопастей рабочего колеса, образуется жидкостное кольцо, облегчающее процесс самовсасывания.
• Насосы с боковым каналом не требуют специального обслуживания, поскольку не используют трение и не требуют смазки изнутри. Это делает их очень прочными и долговечными, поэтому агрегаты этой конструкции можно автономно использовать в течение длительного времени. Единственным подвижным элементом является крыльчатка и поэтому следует обратить внимание на необходимость замены подшипника насоса после нескольких тысяч часов работы.
• Кроме того, насосы с боковым каналом шумят очень незначительно, по сравнению с другими конструкциями, что делает их хорошим выбором в местах, где уровень шума является критичным параметром.
• Низкие требования к давлению на входе. Благодаря осевому пути потока на стороне всасывания и большому диаметру возмущения среды незначительны, а это означает, что насосы с боковым каналом выигрывают от низких скоростей насоса и, в конечном итоге, от более низких требований к чистому положительному напору на всасывании по сравнению с другими типами насосов с более высокой скоростью. Поэтому давление на входе, необходимое для эффективной работы насоса, меньше, чем у стандартного центробежного насоса.
• Жидкостно-кольцевые насосы способны перекачивать газ и пар без каких-либо перерывов в потоке жидкости или повреждений внутренних частей из-за работы всухую. Поэтому их часто выбирают для перекачивания жидкостей с содержанием газа до 50%, поскольку другие типы насосов, например центробежные, имеют в таких условиях очень малую производительность.
• Низкий риск кавитации. Когда давление жидкости в рабочей области насоса падает ниже давления пара, жидкость испаряется, что может привести к образованию повреждений в корпусе насоса, утечке и снижению производительности, то есть к процессу кавитации. Благодаря более низкой скорости насоса, меньшему NPSH и способности переносить содержащие газ эмульсии, жидкостно-кольцевые насосы менее уязвимы к кавитации по сравнению с другими конструкциями насосов.

Области применения насосов с боковым каналом

Насосы с боковым каналом идеально подходят для процессов с низким расходом и высоким напором, в которых используются чистые жидкости низкой вязкости. Несмотря на то, что жидкостно-кольцевые насосы подходят для перекачивания различных жидкостей, от воды до топлива и химикатов, из-за узких допусков конструкции они не подходят для перекачивания абразивных и твердых частиц.

Конструктивные преимущества водокольцевого насоса делают их применимыми там, где стандартные центробежные насосы не работают. Во-первых, они являются отличным решением для работы с высокотемпературными жидкостями, например, в системах питания котлов, и с химическими веществами, такими как аммиак, который перекачивается при температуре, близкой к температуре кипения, или там, где жидкости находятся под давлением, чтобы сохранять их в жидкой форме. Они также способны работать с жидкостями, содержащими до 50% газа, такими как сжиженный нефтяной газ (СНГ) и конденсат.

В пищевой и сельскохозяйственной промышленности они обычно используются в системах пневмотранспорта сыпучих материалов, таких как мука, сахар и рис. Устройства прекрасно работают в качестве всасывающего и нагнетательного вентилятора для зерна. Использование этих устройств существенно ускоряет транспортировку неупакованного сырья и дополнительно обеспечивает стерильность проводимых работ.

В бумажной промышленности для транспортировки стопок бумаги используются воздуходувки с боковым каналом – для этого используется воздушная подушка, которая облегчает и ускоряет процесс транспортировки.

Кроме того, вентиляторы с боковым каналом в бумажной промышленности также используются для транспортировки сыпучих материалов и поддержки процесса обезвоживания бумажной массы. Этот тип устройств также незаменим в полиграфической промышленности, в частности в упаковочных машинах типографий. Они идеально подходят для всех типов сушилок, ускоряя процесс сушки.