Серед загального обсягу насосної техніки, що виробляється світовою промисловістю, близько 60-70% припадає на частку консольних насосів. Поширення такого обладнання пояснюється простотою його конструкції, високим ККДроботи та ремонтопридатністю.

У цій статті розглянуто пристрій та принцип дії консольних насосів. Ми ознайомимося зі сферою їх застосування та технічними характеристиками, а також вивчимо популярні моделі обладнання та дамо рекомендації щодо їх монтажу.

1 Сфера застосування та класифікація

Насосне обладнання консольного типупризначено для роботи з чистими та слабозабрудненими рідинами, що не містять у складі твердих механічних включень. Максимальний вміст абразивних речовин у робочому середовищі – 0.1%, їх розмір – не більше 0.2 мм.

Використання таких насосів поширене в наступних сферах:

• муніципальне водопостачання;
• системи іригації та поливу;
• комунальне господарство;
• пожежна безпека;
• виробничі лінії;
• хімічна промисловість.

Залежно від конструктивного виконання консольні насоси класифікуються на 4 різновиди:

1. К - стандартне виконання: горизонтальний корпус, з'єднання колеса та приводу за допомогою пружної муфти.
2. КМ - консольно-моноблочні насоси, в яких відсутній окремий вал робочого колеса (колесо фіксується на валу електроприводу).
3. КМП - підвищильний консольно-моноблочний агрегат, спроектований для роботи в системах комунального водопостачання, від класу КМ практичні нічим не відрізняється.
4. КМЛ - лінійний консольник з вертикальною віссю робочого колеса лінійною схемоюрозташування забірного та подає патрубків.

Найбільш поширеними вважаються насоси класу "К", що є обладнанням загальнопромислового призначення.

1.1 Конструкція та принцип роботи

Основним функціональним вузлом відцентрових консольних насосів є лопатеве колесо, за допомогою якого здійснюється перекачування робочого середовища. Залежно від кількості коліс агрегати класифікуються на одне та багатоступінчасті.

Лопатеве колесо має форму барабана, що складається з двох паралельно розташованих дисків, які з'єднуються внутрішніми пластинчастими перегородками. Колесо, встановлене всередині робочої порожнини, отримує обертальний момент від валу, що виходить з електродвигуна, на якому воно закріплено. На валу колесо фіксується за допомогою підшипникового вузла, захищеного від контакту з рідиною.

Внутрішня порожнина корпусу, в якому розміщений барабан, має два отвори - всмоктування та подачі. Принцип дії механізму досить простий — у процесі роботи через отвір всмоктування вода надходить у порожнину та захоплюється лопатями колеса, що обертаючись прискорює рух рідини та викидає її через отвір подачі.

Компонування насоса представлене на схемі, де вказано:

1. Кришка корпусу.
2. Корпус.
3. Ущільнювачі.
4. Лопатеве колесо.
5. Підшипниковий вузол.
6. Набивка сальника.
7. Захисна втулка.
8. Сальник.
9. Вал обертання.
10. Опорний кронштейн.
11. Підшипник обертання.

У всіх насосах потужністю понад 10 кВт є система розвантаження барабана від осьових зусиль, в малопотужних агрегатах вона не передбачена. Герметизація корпусу зсередини забезпечується кільцями ущільнювачів (3), які не дають рідини переходити в зону низького тиску, що підвищує загальний ККД насоса. Вал обертання ущільнюється набивним сальником (8), також передбачено захисну втулку (7), яка запобігає стирання валу в зоні контакту з сальником.

Функціональне призначення насоса впливає на матеріали, що використовуються для виготовлення його запчастин. Так, у загальнопромисловому устаткуванні використовуються робочі колеса із легованих сталей, рідше — із сірого чавуну. Насоси для хімічної промисловості оснащуються барабанами зі спеціальних сплавів, стійких до впливу середовища, що перекачується.

Корпус агрегату може виконуватися з чавуну, сталі, алюмінію або нержавіючої сталі. Матеріал ущільнювальних кілець, сальників і манжет вибирається виходячи з температури робочого середовища. Найбільш поширений консольний насос класу "К" призначений для роботи з рідинами температурою до 85 0 .

1.2 Огляд консольного насоса К8-18 (відео)

2 Маркування та особливості вибору

Виробництво консольних насосів класу "К" ведеться відповідно до стандарту ГОСТ №22247-96. Згідно з цим документом, агрегати класифікуються на 14 типорозмірів за потужністю подачі та напору. Усі моделі мають уніфіковане маркування типу К70-50-220-СД-УХЛ-3, в якій вказується:

• К - тип обладнання (консольний насос);
• 70 - діаметр всмоктуючого патрубка (мм);
• 50 - діаметр патрубка подачі;
• 220 - діаметр лопатевого барабана;
• СД - ущільнення подвійним сальником (С - одинарний сальник);
• УХЛ - варіант кліматичного виконання згідно з ГОСТ 15150-69;
• 4- категорія розміщення.

Вибір конкретної моделіконсольника проводиться за каталогами виробника, в яких вказується призначення техніки, особливості її конструкції та технічні характеристики. Основні параметри вибору – потужність, напір подачі та кавітаційний запас.

Кавітаційний запас системи, в яку встановлюватиметься насос, можна розрахувати за формулою: K = ((p1-p2)/m) - B - D, де:

• p1 - ​​тиск на поверхню рідини в ємності, з якої проводиться забір робочого середовища;
• p2 - тиск пари рідини в робочому температурному діапазоні;
• m - питома маса робочого середовища;
• B - сумарні втрати напору у всмоктувальному каналі під час роботи на максимальній продуктивності;
• D - висота всмоктування (відстань від валу обертання насоса до рівня робочого середовища в накопичувальній ємності).

Серед найбільш поширеного у вітчизняній промисловості обладнання виділимо такі марки насосів:

1. До 20/30 – потужність 4 кВт, продуктивність – 20 м3/година, натиск – 30 м, кавітаційний запас – 3.5 м, вага – 77 кг.
2. До 45/30 – потужність 7.5 кВт, продуктивність – 45 м3/година, натиск – 30 м, кавітаційний запас – 4 м, вага – 158 кг.
3. До 160/30 – потужність 30 кВт, продуктивність – 160 м3/год, натиск – 30 м, кавітаційний запас – 4.2 м, вага – 420 кг.
4. До 290/30 - потужність 37 кВт, продуктивність - 290 м3/год, натиск - 30 м, кавітаційний запас - 4 м, вага - 550 кг

Також добре зарекомендували себе консольники серії KDN від компанії DAB (Італія). В асортименті виробника представлені одноступінчасті та багатоступінчасті відцентрові насосипотужністю 5.5-75 кВт, продуктивністю від 12 до 360 м 3 /годину і натиском 26-70 м. Вартість обладнання починається від 100 тис. рублів.

2.1 Нюанси монтажу та ремонту консольних насосів

Оскільки консольники є досить масивною та габаритною технікою, їх установка потребує облаштування фундаменту. Бетонна основа повинна бути на 20 см більша за розміри корпусу насоса з кожного боку, і мати товщину мінімум 20 см. Раму насоса потрібно жорстко фіксувати на фундаменті за допомогою анкерів. Між корпусом і плитою обов'язково розміщується вібропоглинаюча прокладка.

Труби, що всмоктують і подають, необхідно встановлювати так, щоб на корпус насоса не чинився тиск. При цьому жорстка фіксація труб повинна бути винесена за межі фундаментного майданчика, таким чином знижується рівень вібрації, що діє на них. На обох патрубках насоса перед трубами необхідно монтувати відсічні клапани, також обов'язковим є встановлення контр-фланців, що запобігають розстиканню труб та патрубків через вібраційні навантаження.

Капітальний ремонт консольного агрегату необхідно проводити після вироблення встановленого ресурсу, що відрізняється залежно від марки обладнання. У процесі експлуатації консольника найчастіше виникають такі несправності:

• відсутність напору при запуску - причиною може бути недостатня наповненість ємності рідиною, що перекачується, або засміченість всмоктуючої лінії;
• знижена продуктивність - причини: знос робочого колеса, підвищений опір у трубі подачі;
• протікання рідини через сальники та ущільнення - причини: збільшений тиск подачі, знос ізоляційних елементів;
• перевантаження приводу - причини: подача вище допустимої, механічні пошкодження двигуна;
• перегрів підшипників - причини: змістилося центрування валу, недостатнє мастило;
• сильна вібрація і шум при роботі - причини: перевищення запасу кавітації, агрегат недостатньо жорстко зафіксований на фундаменті, знос підшипників.

У процесі експлуатації консольні насоси вимагають щоденного технічне обслуговуваннята профілактичного ремонту, з періодичністю раз на 3 місяці.

Левову частку всіх насосів вироблених у світі становлять консольні насоси різних типів та виконань. За оцінками фахівців, опублікованих у різний час у спеціалізованих виданнях, що стосуються насосної тематики, кількість консольних насосів у штуках становить від 59 до 72% від усього парку насосів, що випускаються у світі. Така цифра обумовлена ​​простою конструкцією консольного насоса, порівняно з іншими видами насосів. Елементарний принцип консольного насоса забезпечує його широке поширення як у комунальній техніці, так і в складних системах подачі рідини військової техніки та космічних апаратів.

Зовні конструкція консольного насоса дуже схожа на багато інших, не фахівець легко може помилитися за зовнішньою ознакою, особливо якщо спиратися на назву "консольний" і шукати консоль у конструкції. У будь-якому довіднику машинобудівника про консольний насос написано буквально таке:

"Консольний насос з'єднаний з електродвигуном через пружну муфту. У насосах типу КМ робоче колесовстановлено на кінці подовженого валу електродвигуна..."

Розумно було б припускати, що він називається консольним тому що в нього робоча частина розташована консольно щодо станини. І це справді так у деяких невеликих консольних насосів. Однак у більшості випадків робоча частина консольного насоса у своїй найдальшій від приводу точці жорстко закріплена до корпусу насоса, і ні про яку консоль на вигляд мови бути не повинно. Приклад на малюнку – консольний насос марки К65-50-160/4:

Це класичний консольний насос і він без видимої консолі. То чому він називається консольним?

А називається він так невипадково. Справа в тому, що консольна частина в такому насосі знаходиться всередині корпусу і є робочим колесом, закріпленим консольно на валу.

Принцип дії консольних насосів

Робоче колесо консольного насоса є барабаном, що складається з двох дисків і перегородок, розташованих під певним кутом. Барабан поміщений у порожнину і обертається за допомогою валу, підшипниковий вузол якого захищений від рідини всередині порожнини. Таким чином, барабан (робоче колесо) розташовується консольно на валу всередині корпусу насоса. Порожнина в якому розташоване робоче колесо насоса має два отвори - один з протилежного боку від валу (у центрі, в районі осі валу), а другий на колі корпусу. Перший отвір служить для підведення робочої рідини до робочого колеса консольного насоса, друге для відведення рідини під тиском. Тиск рідини виникає в результаті обертання робочого колеса і виникає внаслідок цього доцентрового прискорення в рідині, що обертається перегородками робочого колеса - лопатями консольного насоса. Звідси і назва одного з видів консольних насосів - відцентровий консольний насос".

Класифікація консольних насосів:

Насоси консольні розрізняють на:

• "К" – основне виконання консольних насосів. Виконуються горизонтального виконання з опорою на корпус насосного агрегату. Привід відбувається за допомогою пружної муфти.
• "КМ" - консольний моноблочний. Робоче колесо розташоване не на власному валу, як у насосів серії "К", а на видовженому валу спеціального асинхронного електродвигуна.
• "КМП" - підвищувальний моноблочний насос. Фактично той самий моноблочний консольник, але призначений спеціально для роботи у сфері ЖКГ, у житлових будинках.
• "КМЛ" (ЦВЦ) - лінійний відцентровий консольний насос з вертикальною віссю робочого колеса та лінійним розташуванням всмоктувального та вихідного отворів.

Матеріал консольного насосу

Для виготовлення робочого колеса консольного насоса використовують конструкційні та леговані сталі, а також сірий чавун. Для перекачування спеціальних (агресивних) рідин застосовують сплави, адаптовані до впливу середовища, що перекачується. Матеріал корпусу консольного насоса може бути і чавунним, і алюмінієвим, і виготовленим з нержавіючої сталі.

Як ущільнення валу консольного насоса застосовують сальники та манжети самих різних типів, в залежності від типу рідини, що перекачується, і її температури. Консольні насоси "К" і "КМ", що серійно випускаються, призначені для роботи з рідиною температурою до 85 градусів, для перекачування більш гарячих рідин служать спеціальні насоси.

Пристрій

Несамовсмоктувальні зроблені в чавунному корпусі та оснащені підшипниками, завдяки чому виключається радіальна вібрація та забезпечується максимально точне центрування.

Насос і двигун з'єднуються між собою за допомогою пружної муфти, обгородженої спеціальним захисним кожухом, що збільшує надійність агрегату і мінімізує появу несправностей.

Різні моделі насосів відрізняються рівнем продуктивності, розмірами та потужністю. Плюс окремі виробники додають до стандартної конструкції свої оригінальні особливості.

Відцентрове колесо складається з кількох дисків, з'єднаних один з одним лопатями, які вигнуті особливим чином. Під час обертання цього пристрою рідина, що розмістилася в відцентровому колесі, піддається впливу відцентрової сили, яка знаходиться у прямо пропорційній залежності від того, яка відстань між молекулою рідини та центром робочого колеса.

Отже, консольний насос, що відноситься до відцентрового типутим ефективніше і забезпечує тим більший тиск на виході, чим з більшою швидкістю обертається його робоче колесо.

Відцентрова сила, що з'являється при обертанні робочого колеса, накачує рідину в патрубок, з'єднаний з магістральним трубопроводомзавдяки чому ближче до центру колеса з'являється розрядження, а на його периферії – високий тиск.

Існує кілька різновидів консольного насосного обладнання:

1. Насоси типу К, що зустрічаються на ринку найчастіше. Вони є горизонтальними агрегатами, де насос і привід зв'язує між собою пружна муфта.
2. Насоси типу КМ - моноблочні конструкції з робочим колесом, розташованим на краю валу електричного двигуна.
3. Насоси КМЛ і ЦВЦ мають лінійно розташовані осі всмоктувального та напірного патрубків.

Кожен з цих різновидів відрізняється надійністю, економічністю та високою ефективністюроботи.

Дивіться відео, в якому показано технічні характеристики насоса відцентрового консольного типу К модель 160-30:

Консольні насоси типу до-найпоширеніші і затребувані ринку промислових насосів. Простота виконання, відносно невисока ціна, ремонтопридатність, роблять ці насоси привабливими серед споживачів. Широке застосування отримала у водопостачанні будинків, промислових будівель, на насосних станціях, у сільському водопостачанні для осушення, іригації та зрошення земельних угідь. У чавунному корпусі насоса прихований його основний робочий орган - відцентрове робоче колесо (чавун марки СЧ20 або СЧ25). Вал насоса виготовлений із сталі марки 35-3ГП. Відцентровий консольний, одноступінчастий насос і трифазний асинхронний електродвигун агрегатуються на загальній рамі і з'єднані через пружну муфту. До кожного консольного насоса, з певними параметрами (подача м3, напір), підходить трифазний електродвигун, з потужністю та швидкістю обертання, прив'язкою до цих параметрів.
Насос - це горизонтальний одноступінчастий консольний насос , з одностороннім підведенням рідини до робочого колеса. Насоси типу до призначені для перекачування в стаціонарних умовах чистої води (питна. технічна) з температурою від 0 до 85°С, що містить тверді включення розміром до 0,2 мм, об'ємна концентрація яких не перевищує 0,1 %, а також інших рідин , подібних до води за щільністю, в'язкістю та хімічною активністю, що не містять волокнистих матеріалів, піску та ін.
Номінальна подача насосів становить від 6,7 до 290 м3/год, при напорах від 12 до 85 м. Вакумметрична висота всмоктування, що допускається, - до 5.. .7 м.
Існують два основні види ущільнень валу: сальникове та торцеве ущільнення.
Сальникове ущільнення позначаються літерою «С» до основної марки, якщо його немає, вона мається на увазі. Витік через сальникове ущільнення не більше 2 л/год., для змащування та охолодження м'якого набивання.
Одинарне торцеве ущільнення - в марці індекс "5". Зовнішній витік через торцеве ущільнення всього не більше 0,03 л/год. Насоси з торцевими ущільненнями можуть перекачувати рідини із температурою від 0 до 115 °С.
Тиск на вході насоса до 8.0 кгс/см2.

Обмеження застосування насосів типів К:

• не допускається перекачування горючих та легкозаймистих рідин;
• не допускається встановлення насоса у житлових будинках;
• не допускається використання насоса у пожежонебезпечних та вибухонебезпечних виробництвах.

Приклад умовного позначення насосного агрегату:

К80-50-200 а/4-5 УХЛ4

• До- тип насоса - консольний насос, відцентровий
• 80 - діаметр всмоктувального патрубка, мм,
• 50 - діаметр напірного патрубка, мм,
• 200 - номінальний діаметр робочого колеса, мм,
• а- перше обточування робочого колеса,
• 4 - частота обертання 1500 об/хв.
• -5 - з торцевим ущільненням,
• УХЛ4- кліматичне виконання та категорія розміщення.

Таблиця замінності консольних насосів типу К:

з 1973 року	з 1982 року	з 1990 року
1,5К-6	К8/18	К50-32-125
2К-6	К20/30	К50-32-125
2К-9	К45/30	К65-50-160
3К-6	К45/55	К80-50-200
4К-12	К90/35	К100-80-160
4К-8	К90/55	К100-65-200
4К-6	К90/85	К100-65-250
6К-8	К160/30	К150-125-315
8К-12	К290/30	К200-150-315

УВАГА!!!

Перед монтажем та експлуатацією обов'язково ознайомтеся з паспортом!
При транспортуванні насосів можливе порушення центрування насоса.
Остаточне центрування насоса повинно проводитись після встановлення на фундамент.
Підключення насоса здійснюється лише кваліфікаційним персоналом!
Запуск насоса, що не заповнений рідиною, категорично ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ!

Насос називається консольним, так як робоче колесо розташоване на частині валу, що звисається, - консолі. Консольні насоси типу К (ГОСТ 22247-96) призначені для перекачування води (крім морської та агресивної) з рН = 6,5 - 8, з температурою 0 - 85°З вмістом твердих включень розмірами до 0,2 мм, що не перевищує 0 ,1% за масою, а також інших рідин, подібних до води за щільністю та хімічною активністю. Насоси виготовляються з подачею 5 - 360 м 3 /год (1,4 - 100 л/с), напором 10 - 90 м (тиском 0,1 - 0,9 МПа), ККД 50 - 84% і з допустимим запасом кавітації 4 - 5,5 м. Коефіцієнт швидкохідності ns = 60 - 250. Натиск на вході не більше 20 м.

Насоси - горизонтальні одноступінчасті консольні, з одностороннім горизонтальним підведенням води до робочого колеса, виготовляються двох типів: - з горизонтальним валом на окремій опорній стійці; КМ – з горизонтальним валом моноблочні з електродвигуном.

Умовне позначеннянасосу(наприклад, К20/30а-У2 або КМ20/30а-У2): літери - тип насоса (К - консольний на окремій стійці, КМ-консольний моноблочний з електродвигуном); перша цифра після літер – подача, м 3 /год; друга - натиск, м; літера після цифр ("а" або "б") - індекс варіанта обточування робочого колеса; останні буква та цифра - кліматичне виконання та категорія розміщення.

Корпус горизонтального одноступеневого консольного насоса з осьовим входом рідини (рис. 4) являє собою чавунну фігурну виливок, внутрішня порожнина якої виконана у вигляді спіралі з дифузорним каналом, що переходить у напірний патрубок. Корпус насоса кріпиться до фланця опорної станини чотирма болтами. У нормальному виконанні напірний патрубок спрямований вертикально; залежно від умов експлуатації він може бути повернутий навколо осі насоса на 90, 180 і 270 °. Передня кришка корпусу насоса (відлита за одне ціле з вхідним патрубком) знімна, що дозволяє оглядати робочі органи без його демонтажу. У корпусі виконані отвори, закриті пробками: у нижній частині - для зливання води із порожнини корпусу насоса перед тривалою його зупинкою або розбиранням; у верхній частині спірального відведення - для видалення повітря з корпусу насоса перед його заливкою та приєднання трубопроводу від вакуум-насоса. Кришка корпусу для збільшення ресурсу роботи насоса захищена змінним кільцем ущільнювача.

Робоче колесо (закритого типу – лопаті колеса закриті переднім та заднім дисками) закріплено на валу насоса шпонкою та гайкою. У насосів потужністю до 10 кВт встановлюють робочі колеса, нерозвантажені від осьових зусиль, а насосів потужністю понад 10 кВт - розвантажені. Розвантаження осьового тиску на задній провідний диск та зниження тиску перед вузлом сальникового ущільнення валу насоса досягаються за допомогою розвантажувальних отворів у задньому диску робочого колеса та поясу ущільнювача на робочому колесі з боку вузла ущільнення. У нерозвантаженого робочого колеса осьове зусилля сприймається підшипниками.

Для поділу в корпусі насоса порожнин низького та високого тиску

передбачений вузол ущільнення лопатевого колеса, який утворений кільцевими виступами на дисках колеса та захисними кільцями ущільнювачами, встановленими в передній кришці корпусу і закріпленими гвинтами. Робочі колеса, розвантажені від осьових сил, мають двостороннє ущільнення, решта - одностороннє (з боку вхідного патрубка). Зазор у вузлі ущільнення має бути більше 0,3 - 0,5 мм. Перевищення цієї величини призводить до збільшення об'ємних втрат та зниження ККД насоса.

Вал насоса виготовляється із високоякісної сталі. Опорами валу служать два підшипники, що знаходяться в масляній ванні, яка розміщена в опорному кронштейні. Насоси К-8/18 та К-90/20 мають зовнішню шарикопідшипникову опору та внутрішню у вигляді бронзової втулки, запресованої в корпусі насоса. До зовнішньої опори подається з маслянки густе мастило, внутрішня опора змащується і охолоджується рідиною, що перекачується.

Для підвищення ресурсу насоса та запобігання зносу валу в зоні вузла сальникового ущільнення на вал надіта змінна захисна втулка (рис. 5). Всі насоси типів К і КМ мають сальник з м'яким набиванням (з промасленого бавовняного шнура), що ущільнюється підтягуванням гайок кришки сальника.

У насосів потужністю 10 кВт і вище між кільцями набивання встановлюють ліхтарне кільце, з'єднане каналом із порожниною високого тиску. Тим самим забезпечується гідрозатвор у зоні вузла сальникового ущільнення валу, що перешкоджає проникненню повітря в порожнину низького тиску (при вакуумі на вході води робоче колесо насоса). У насосів потужністю до 10 кВт гідравлічне ущільнення сальнікани передбачається. Насоси типу К поставляються комплектно з електродвигуном, муфтою та фундаментною рамою. За заявкою замовника насос може бути виготовлений зі шківом для ремінної передачі. Вал насосів типів К та КМ обертається проти годинникової стрілки, якщо дивитися з боку

Малюнок 4 - Загальний вигляд консольного насоса (а - типу К; б - типу КМ)

1 і 2 - всмоктувальний та нагнітальний патрубки