Яка особливість гвинтових насосів? Для яких рідин використовуються? Який принцип дії? Де цей тип насосів використовують?
Сьогодні особливу увагу приділимо гвинтовим насосам. Міцна конструкція, модульний дизайн і розширена конфігурація насосів підвищують гнучкість процесу та надійність експлуатації.
Гвинтові насоси застосовують для перекачування в’язких рідин. Вони продуктивні та забезпечують високий тиск. У цій статті ми поговоримо про їхній принцип дії, розглянемо сильні сторони, розповімо про те, де цей тип насосів застосовується.
Гвинтові насоси являють собою об’ємні насоси. Вони належать до різновиду роторно-зубчастих і умовно поділяються на одногвинтові та багатокрунтові. Багатокрильовий насос – це насос, у якому основний провідний гвинт (ротор) має спіральне зчеплення з одним або кількома гвинтами. При обертанні ведучого гвинта ведені гвинти теж починають обертатися. Багатовінтові насоси мають більший коефіцієнт корисної дії і можливість створення більш високого тиску на виході. У цій статті ми розглянемо принцип роботи і конструкцію насосів, які найчастіше використовують на промислових виробництвах – одногвинтових.
Одногвинтові насоси можна розділити на насоси високої продуктивності (для перекачування великих об’ємів продукту) і шнекових насосів (для бочок, “єврокубів” та іншої мобільної тари).
Перші мають масивну конструкцію і призначені для перекачування великого об’єму рідини, при цьому не занурюючи жодну зі своїх частин у ємність. Другі, навпаки, мають у своїй конструкції занурювальну частину такого діаметра, яку можна встановити в заливний отвір бочки. Проте ці насоси мають схожу конструкцію, є самовсмоктувальними і здатні перекачувати в’язкі рідини.
Розглянемо конструкцію і принцип дії гвинтового насоса. Будь-який гвинтовий насос можна умовно розділити на дві частини. Перша частина здійснює рухи робочим органом насоса, і, змушуючи тим самим насос перекачувати рідину. До неї входить двигун і редуктор. Друга – механічна частина насоса, завдяки якій відбувається перекачування рідини з певною продуктивністю і напором.
Механічна частина
Основними складовими механічної частини гвинтового насоса можна вважати ротор (1), статор (2), вхід/вихід насоса з різьбовим з’єднанням (3), корпус підшипників (4), механічне ущільнення (5) і карданне з’єднання (6). Усі ці деталі послідовно з’єднані одна з одною і знаходяться всередині спеціальних опор (7).
Принцип роботи насоса
Насос під’єднаний до електричного кола або пневматичної лінії. Під час увімкнення насоса вал електродвигуна починає обертання з певною кількістю обертів за хвилину. Обертання вала електродвигуна через муфтове з’єднання передається на вал редуктора. Зубчасті колеса редуктора, що перебувають у послідовному зачепленні, знижують кількість обертів на виході з редуктора і збільшують крутний момент. Через перехідний вал, що міститься в підшипниковому вузлі, кутова швидкість мотор-редуктора передається на карданний вал або шнек транспортування, який, своєю чергою, через шарнірне з’єднання приводить у рух ротор насоса.
Види встановлення гвинтових насосів
Як уже йшлося в цій статті, вертикальні шнекові бочкові насоси є одним із видів гвинтових насосів, за конструкцією і принципом дії схожі на горизонтальні, але мають досить обмежену сферу застосування.
Стандартний насос шнека встановлюють на горизонтальну поверхню і кріплять на ній завдяки спеціальним опорам. Бочковий монтується в ємність вертикально. Проте трапляються нестандартні варіанти встановлення: вертикальне у звичайного гвинтового насоса і горизонтальне у бочкового шнекового. Заміна горизонтального встановлення гвинтового насоса на вертикальне розташування зазвичай буває зумовлена бажанням споживача заощадити виробничий простір або у випадках, коли встановити насос горизонтально просто немає можливості. Це ще раз підтверджує варіативність цього виду насосів.
Геометрія роторних пар
Переваги
- Насос об’ємного типу і кожен оберт ротора дорівнює певному об’єму перекачуваного середовища, тому є можливість точного регулювання продуктивності.
- Насос є самовсмоктувальним.
- Оскільки обертові деталі безпосередньо з’єднані одна з одною, а об’ємні порожнини між статором і ротором герметичні, насос має високий коефіцієнт корисної дії.
- Насос може використовуватися як у горизонтальному, так і у вертикальному положенні.
- Насос може перекачувати рідини в різних напрямках, оскільки має функцію реверсу.
- Продукти, що перекачуються, не піддаються ні ударному, ні здавлювальному впливу, внаслідок чого не руйнується їхня структура (режим течії близький до ламінарного).
- Можливі різні конструктивні виконання насоса виходячи із завдання споживача.
- Можливість отримання високої продуктивності. стійкого тиску нагнітання за різної кількості обертів ротора.
- Можливість перекачування рідин насичених газами, оскільки насос не чутливий до кавітації і гідравлічних ударів.
- Безшумна робота механічної частини.
- Під час роботи насоса чути шум тільки від приводу насоса.
- Низьке енергоспоживання при використанні електродвигуна в якості приводу.
Застосування гвинтових насосів
Гвинтові насоси активно застосовуються в різних галузях промисловості. З огляду на специфіку вироблюваного продукту, а саме високої в’язкості та густини, великого поширення ці насоси набули в харчовій промисловості. Їх використовують у виноробстві (вино, ягоди винограду), у молочній промисловості (вершкове масло, йогурт, сметана, морозиво, вершки, молоко, кефір, сир, маргарин, згущене молоко), у кондитерських виробах (мед, патока, шоколад, варення, джем, желе, мус, крем), для різних соусів і приправ (гірчиця, кетчуп, томатна паста, майонез) тощо. Їх використовують у косметичній промисловості (шампунь, рідке мило, фарби для волосся, помада, креми), нафтовій промисловості (нафта, бітумно-полімерні матеріали, дизельне паливо, мазут, бензин), у хімічній промисловості (мийні засоби, чорнило, фарби, клей, кислоти, луги), целюлозно-паперовій промисловості (флокулянти, мул, фарби, паперові маси, целюлозно-водяна каша, барвники), а також в очищенні побутових і промислових стоків (флокулянти, коагулянти, мул, шлами, сапропель).
