Центробежные химические насосы: типы, применение и виды

Химические центробежные насосы предназначены для работы с жидкими химическими веществами. Их конструкция позволяет перекачивать даже наиболее агрессивные вещества, которые могут иметь в своем составе взрывоопасные или ядовитые компоненты. Существует много видов центробежных агрегатов, но наиболее популярным именно в химической отрасли стал герметичный прибор.

Описание прибора

Химические центробежные насосы герметичного типа предназначены для того, чтобы избежать малейших утечек жидкости при перекачивании, а также чтобы избежать утечки возможных паров. Это очень важно, так как некоторые вещества, попав в воздух, могут вступать с ним в реакцию и тем самым образовывать взрывоопасную смесь. Если говорить об общем разделении насосного оборудования, то оно классифицируется по таким признакам, как:

• конструктивные особенности;
• цели использования;
• тип циркулирующей жидкости;
• технические параметры;
• тип материала, из которого изготовлены проточные части;
• отличие в методах изоляции;
• мощность прибора;
• метод охлаждения насоса;
• варианты исполнения и материал для уплотнения.

Общее описание химических агрегатов

Стоит сказать, что существует большое разнообразие данного вида аппаратуры. Все они отличаются между собой типом вещества, с которым они могут работать, техническими параметрами, конструктивными элементами, а также типом погружения. Однако их все в одну категорию объединяет то, что они эксплуатируются в паре с жидкостями, которые сильно отличаются от воды по своему составу. Основное отличие, конечно же, заключается в химическом составе, а также в разной степени агрессивности этого вещества. Кроме того, здесь стоит добавить, что большое разнообразие классификации, конструкции центробежных насосов позволяет применять их еще и для работы с нейтральными средами, которые перекачиваются с повышенным давлением, с давлением разряжения, с разными температурами. На сегодняшний день такие приборы активно используются для перемещения следующих веществ:

• едкие составы;
• сжиженный газ и вещества, содержащие газ;
• щелочные и кислотные растворы;
• продукты нефтяной промышленности и разные растворители;
• суспензии и жидкости, имеющие большую вязкость;
• смеси и растворы, в составе которых имеются абразивы, волокна и твердые включения.

Разновидности прибора

Итак, существует большое разнообразие насосов. Чтобы правильно подбирать их под вид жидкости и по другим параметрам, существует специальная маркировка.

В категорию устройств с маркировкой Х входят центробежные химические насосы с магнитной муфтой герметичного типа. Основное отличие их состоит именно в наличии муфты. Другими словами, принцип работы основан не на механическом взаимодействии деталей, а на магнитных полях. Также в эту группу входят такие варианты оборудования, как горизонтальные, вертикальные, погружные, полупогружные и др. Эта категория считается наиболее распространенной, а используется для перегонки либо нейтральных, либо агрессивных веществ.

Следующая группа маркируется, как АХ, АХО. Предназначаются такие насосы для перегонки жидкости с абразивными включениями до 1 мм. Плотность вещества также не должна превышать 1850 кг/м³.

Есть небольшая группа насосов марки ХО, которые предназначены для работы с химическими составами, температура которых не ниже 0 градусов по Цельсию.

Более развитая группа Х и ХЕ. Они могут перекачивать жидкости с температурой от -40 до +120 градусов по Цельсию. Чаще всего, чтобы обеспечить бесперебойную подачу вещества, применяют химический центробежный насос герметичного типа Х 50-32-150. Он может использоваться для транспортировки веществ, которые имеют абразивные включения большого диаметра.

Есть отдельная группа насосов, которая маркируется как ЦГ. Это оборудование является вертикальным, взрывозащищенным и используется для перекачивания кислоты, а также подходит для работы с более чем 500 видами разных агрессивных сред. Это также химические центробежные насосы герметичного типа, но с другой конструкцией, в отличие от Х и ХЕ.

Последняя группа, которую стоит выделить, это ХЦМ. Сюда включают центробежные бессальниковые, использующиеся для перегонки веществ с плотностью до 1400 кг/м³, температурой от 0 до +80 градусов по Цельсию и концентрацией частиц взвешенного типа не более 1,25 мг/см³.

Разновидности гидравлического оборудования

Центробежные насосы и агрегаты на их базе могут отличаться не только собственной конструкцией, но и физико-химическими свойствами тех жидкостей, для перекачки которых они предназначены. Существуют следующие типы таких устройств:

1. Горизонтальный насос является одним из довольно распространенных и стандартных. Он выполнен из разнообразного изоляционного материала, а также отличается высоким уровнем производительности.
2. Вертикальные центробежные химические насосы - это стационарное оборудование, использующееся с резервуарами, в которых хранится опасное вещество. Для того чтобы обеспечить высокую производительность, нужно поддерживать достаточный напор для перекачивания. По этой причине почти все приборы снабжаются электрическими двигателями.
3. Есть небольшая группа аппаратов, которая занимается удалением паров или газов из замкнутой системы, чтобы создать вакуум. Такие устройства называют вакуумными самовсасывающими насосами.
4. Консольный центробежный химический насос обладает таким конструкционным отличием, как жесткая или упругая муфта. Применяется для перекачивания нефти, а также для других жидкостей, чья температура не превышает 400 градусов по Цельсию.
5. Мембранный тип установок является наиболее подходящим, если жидкое вещество включает в свой состав механические частицы.
6. Довольно распространенной категорией являются циркуляционные механизмы, основная задача которых - это перекачивание жидкости в замкнутом контуре.

Как можно заметить, на сегодняшний день существует большое разнообразие центробежных химических насосов по типу и применению.

Особенности. Материалы для сборки

Классификация центробежных насосов обширна, однако все они имеют общую особенность в конструкции - наличие системы уплотнений или же муфт для создания максимальной непроницаемости и герметичности. При изготовлении центробежных насосов используются только высококачественные материалы, которые способны долго противостоять износу, а значит, и выходу из строя оборудования, которое принадлежит к технологической цепочке. Наибольшее внимание в таком случае обычно уделяется таким частям центробежного насоса для химических жидкостей, как проточная часть и рабочие элементы, которые будут непосредственно соприкасаться с агрессивной средой.

Очень редко проточную часть изготавливают из такого материала, как серый чугун. Как показывает практика, этот материал обладает слабой устойчивостью к воздействию агрессивных сред, из-за чего происходит быстрое разрушение материала. К тому же, такой материал не может поддерживать высокое давление во время работы. Принцип работы, устройство центробежного насоса являются одними из достаточно простых, однако здесь важно правильно выбрать конструкционный материал. Проточную часть лучше всего выполнять из следующих материалов:

• кремнистый или же хромистый чугун высоколегированной группы;
• сплавы на основе титана;
• сталь хромникелевого типа с добавками из молибдена или же меди;
• фторопласт или пропилен.

С чего изготавливаются приборы

Начать описание стоит с металлических сплавов, так как они используются довольно часто. Тут важно отметить, что сплавы с никелем имеют более лучшие свойства, чем обычная нержавеющая сталь. Отличие заключается в более обширном рабочем температурном режиме, в более высокой химической устойчивости, что является ключевым параметром. Однако стоимость сплавов на основе этого включения не позволяет изготавливать целые насосы.

Что касается такого материала, как полипропилен, то он также отличается хорошей устойчивостью к химической среде, он легко обрабатывается, а его цена гораздо ниже. Практичность этого материала ценится достаточно высоко, что позволяет уверенно вытеснять металлические материалы. Однако существенный минус полипропилена в том, что он не может эксплуатироваться при отрицательных температурах, а также при показателях выше +80 градусов по Цельсию. Кроме того, он обладает свойством накапливать электричество статического типа. Из-за этого очень опасен при применении на взрывоопасных промышленных предприятиях.

Далее идут фторопласты. Этот материал считается более качественным, чем полипропилен. Его устойчивость к химическому воздействию агрессивных сред находится на более высоком уровне, а также он способен работать в большем температурном диапазоне. Если это фторопласт типа PVDF, то диапазон будет от -30 до +100 градусов по Цельсию. А если использовать тефлон (PTFE), то диапазон расшириться еще больше, от -60 до +260 градусов по Цельсию. Однако стоит добавить, что на практике эти показатели обычно несколько ниже, чем в теории.

Далее стоит обратить внимание и на то, что качество определяется не только материалом, из которого изготовлен насос, а еще и типом уплотнения, использующимся в его конструкции. Существует два типа - это торцевые или сальниковые уплотнения. Исключением являются лишь горизонтальные агрегаты, у которых роль уплотнителя играют магнитные муфты. Герметичность агрегата является важной не только потому, что утечка опасна для здоровья человека, а также может быть взрывоопасна, но еще и потому, что сами по себе смеси являются дорогостоящими, а полная герметичность поможет точно определять расход перекачиваемой среды. Что касается сальниковых уплотнителей, то сейчас они практически не применяются, торцевые же не могут обеспечить стопроцентную герметичность. Магнитные муфты очень требовательны к центровке, хотя сам мотор может быть легко сменен на другой. На сегодняшний день все герметичные агрегаты выпускаются с гильзованными двигателями, что обеспечивает полную герметичность.

Основные рабочие элементы

Любой тип центробежного насоса как химического, так и любого другого, представляет собой рабочее колесо с лопастями, насаженное на вал, а также корпус с проточной частью. Помимо этого, в конструкцию входят различные клапаны, патрубки, манометры и прочие детали. Классический вариант агрегата - это горизонтальный, когда рабочее положение вала будет соответствовать линии горизонта.

Принцип работы центробежного насоса

Перекачиваемая жидкость попадает внутрь корпуса через всасывающий патрубок, а далее сразу попадает в центр вращающегося колеса. Здесь на нее воздействуют центробежные силы, из-за которых жидкость будет отбрасываться на стенки корпуса или же стенки проточной части. После этого она будет потихоньку вымещаться в сторону напорного трубопровода. Во время работы насоса внутри него появляются участки, где действует высокое и разряженное давление. Именно из-за этого часть жидкой среды будет выбрасываться наружу, а другая часть будет занимать освободившееся место.

Для того чтобы нагнетать и разряжать давление, у прибора имеются лопасти выпуклой формы. При установке колеса в насос важно следить за тем, чтобы каждая лопасть располагалась таким образом, чтобы при вращении колеса вогнутая часть была с обратной стороны от направления движения. Здесь стоит отметить, что оборудование такого типа не предназначено для работы " в сухую". Корпус всегда должен быть заполнен какой-либо жидкостью. Наличие воды необязательно лишь для самовсасывающих насосов. Стоит отметить, что конструкция, принцип работы центробежных насосов для воды почти ничем не отличается для таких же устройств, но с агрессивными средами вместо воды. Единственное существенное отличие между ними заключается в том, что используются разные материалы для изготовления корпуса или проточной части. Это утверждение также распространяется на все другие поверхности, которые в процессе работы могут контактировать с агрессивной средой.

Положительные и отрицательные качества оборудования

Сразу стоит сказать, что количество преимуществ больше, чем недостатков, что и обеспечило большое распространение таких приборов. А так как устройство центробежного насоса для воды почти не отличается от насоса для химических веществ, это утверждение будет справедливо и для них.

Среди плюсов выделяются следующие качества:

• простая регулировка;
• относительно недорогое оборудование;
• простота в эксплуатации;
• компактность;
• надежность и экономичность;
• из-за малого веса и габаритов не требуют заливки фундамента.

Само по себе оборудование работает достаточно плавно, что защищает его от гидравлических ударов. Что касается обслуживания таких агрегатов, то чаще всего это лишь замена уплотнительных элементов или же подшипников. Такие аппараты способны перекачивать жидкости, в которых имеются твердые включения до 2 мм в диаметре, а их общая масса от всего потока не должна превышать 15 %. Если среда характеризуется более худшими показателями, то придется эксплуатировать шламовые насосы.

Здесь стоит сказать о регулировке мощности насоса. Она достаточно проста, что является плюсом, однако есть один компонент, который является спорным. Если уменьшать количество оборотов насосного оборудования, то уменьшится и мощность напора, что с одной стороны также считается положительным качеством. Однако бывают такие ситуации, когда нужно оставить количество оборотов прежним, но при этом повысить мощность напора. Вот с этой задачей центробежный насос справляет достаточно плохо, в отличие от, к примеру, объемных приборов.

Дополнительные приспособления и маркировка групп

Стоит отметить, что герметичные насосы могут быть снабжены специальными дополнительными приспособлениями при необходимости. К ним относят следующие элементы:

• Индюсеры. Это деталь, которая позволяет снизить кавитационный показатель, что позволит эксплуатировать маломощный насос на большой скорости.
• Импеллеры. Дополнительные элементы, которые предотвращают утечку жидкости через сальник.
• Термостойкие рубашки, использующиеся для нагревания или охлаждения прибора.
• Дополнительная специальная изоляция двигателя.
• Встроенные теплообменники и дополнительные фланцевые клапаны.
• Отдельно вынесенная клеммная коробка.

Есть также небольшая маркировка групп насосов по их применению. Буква "П" обозначает погружные вертикальные насосы, к которым принадлежат категории ХП и АХПО. Буква "Г" означает герметичную категорию устройств, "Р" - это реверсивные приборы, к примеру, категория ХР. Последняя большая группа маркируется буквой "А". Она означает, что насос может использоваться для перекачивания жидкости с абразивными включениями.

Цена центробежного химического насоса начинается от 5000 рублей и может превышать 600 000 тысяч рублей.