Пропеллерный насос своими руками

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 16.09.2024

По конструкции эти насосы являются наиболее простыми из всех лопастных насосов. Лопастное колесо, сообщающее перекачиваемой жидкости осевое направление движения, представляет собой трех- или четырехлопастной пропеллер, имеющий большое сходство с гребным винтом. Отсюда возникло и второе название насоса. В качестве привода для него чаще всего применяют паровую турбину, передающую вращение валу насоса через цилиндрическую зубчатую передачу. Гидравлическая часть пропеллерного циркуляционного турбонасоса показана на рис. 99. Корпус насоса состоит из двух частей: нижней, включающей в себя основной приемный патрубок 2 и дополнительный всасывающий патрубок 3 малого сечения для аварийного осушения машинного отделения, и верхней, состоящей из корпуса направляющего аппарата 4, основного корпуса 5 и напорного патрубка 6. В верхней части основного корпуса устроен сальник 9, через который проходит вертикальный вал 8, соединяемый своими фланцами с валом турборедукторного привода. Нижний конец вала 8 имеет конус, на который ступицей 13 насажен на шпонке и закреплен гайкой трехлопастной пропеллер 12. Для лучшей обтекаемости к ступице крепится обтекатель 1. Нижний подшипник вала 8 помещен в ступице 11 направляющего аппарата 4 и имеет вкладыш 10, залитый баббитом. Смазка к подшипнику подается по трубе 7.

Рис. 99. Гидравлическая часть пропеллерного циркуляционного турбонасоса.

При вращении лопастного колеса (пропеллера) 12 под его лопастями создается область разрежения, куда постоянно поступает жидкость. Под воздействием лопастей жидкость перемещается вверх, приобретая осевую скорость и вращательное движение, на создание которого бесполезно затрачивается энергия привода. Чтобы уменьшить потери энергии и повысить к. п. д. насоса, в его корпусе устанавливают направляющий аппарат 4, неподвижные лопасти которого направлены противоположно лопастям 12 лопастного колеса. Направляющий аппарат не только спрямляет поток жидкости за лопастным колесом, но и повышает напор этого потока за счет уменьшения скорости его движения.

Осевые насосы имеют малые габаритные размеры и вес, относительно высокий к. п. д., но создаваемый ими напор не превышает 230 кн/м 2 (23 м вод. ст.). Наиболее выгодна работа осевых насосов при производительности более 1000 м 3 /ч, так как чем больше производительность, тем выше их к. п. д. На судах осевые насосы применяют в основном в качестве циркуляционных (котельных, конденсаторных и др.) и там, где нужна высокая производительность при сравнительно малом напоре.

Зачастую с наличием воды случаются противоположные ситуации: либо она заливает участок или цоколь, и жидкость необходимо откачать, либо вода необходима для растений, и ее приходится закачивать. В любом случае необходим водяной насос. Иногда перекачивать жидкость из затопленного подвала или для полива из близлежащего пруда приходится едва ли не своими руками по причине дороговизны оборудования, его временного применения и желания сделать агрегат самостоятельно. Изучим рабочие варианты.

Разновидности водяных насосов, сделанных своими руками

Вовсе не любую конструкцию разумно собирать самостоятельно в домашних условиях из-за высокой сложности агрегата. Напротив, придумано множество самодельных устройств для перекачки воды, которые реально изготовить своими силами, при этом они лучше подходят для постановки физических опытов и не совсем практичны в условиях реальности.

Наличие электродвигателя мощностью 200 Вт и более позволяет сделать фекальный, грязевой или дренажный агрегат для перекачки грязной воды, то есть из близко расположенного водоема, либо откачки канализации.

Водяная помпа от автомобиля или насос от стиральной машины в руках самодельщика превращаются в агрегат для дачного фонтана или водопада. Предлагаю к рассмотрению фото и чертежи реальных самодельных конструкций для откачки воды с применением электропривода.

Самодельный помповый электрический насос для откачки воды

Все-таки качать воду с применением электроэнергии заметно приятнее, чем делать это вручную. К такому решению побуждает наличие электричества на участке, а также подходящего электродвигателя.

Возможно, Вам понравится небольшой электрический помповый насос для подачи воды из близко расположенного водоема. Такое устройство также подойдет для сооружения водопада или небольшого фонтана на участке.

При этом для демонстрации работы конструкции используется дрель, которую следует заменить на двигатель мощностью 100-1000 Вт, так как электродрель при длительной работе перегреется и выйдет из строя.

Рассмотрим мастер-класс сборки изделия по шагам:

Пластик, оцинковка, шайбы и винты – необходимые элементы.
Готовим шаблон из картона, в основе которого окружность диаметром 100 мм. Накладываем шаблон на пластик и обводим маркером.
Получились контуры одной боковины помпы.
Переворачиваем шаблон и размечаем вторую боковину насоса. Еще нам потребуется диск диаметром 90 мм для крыльчатки.
Вырезаем лобзиком детали из пластика. Заусенцы снимаем напильником.
Сверлим по 7 отверстий диаметром 6 мм в каждой боковине.
Вырезаем из пластиковой трубы диаметром 110 мм кольцо высотой 35 мм. Разрезаем его в одном месте.
Прогреваем заготовку феном.
Изгибаем полосу в виде улитки с помощью пассатижей.
Смазываем клеем для пластика боковину по месту ее соединения с улиткой.
Клеим улитку к боковине помпы.
Сверлим по центру сборки отверстие диаметром 12 мм.
Сверлим по 4 отверстия диаметром 4 мм по контуру шайбы для монтажа подшипника. Прикладываем шайбу на место, то есть по центру отверстия в боковине и размечаем 4 отверстия.
Сверлим 4 отверстия диаметром 4 мм в пластике.
Кладем на боковину подшипник, вставляем с внутренней стороны улитки 4 винта, накладываем шайбу и накручиваем гайки на винты. Таким образом, подшипник зажат между боковиной улитки и шайбой по внешнему диаметру, а его внутреннее кольцо свободно вращается.
Размечаем на диске для крыльчатки 6 диаметральных линий под углом 60 градусов.
Размечаем 6 прямоугольников из оцинковки размерами 30х40 мм.
Вырезаем заготовки, а затем изгибаем на расстоянии 10 мм от края длинной стороны под углом 90 градусов.
Сверлим по два отверстия диаметром 4 мм в основании всех металлических уголков.
Прикладываем уголки к диаметральным линиям и размечаем отверстия для монтажа в диске из пластика.
Сверлим отверстия в пластике для крепления лопасти крыльчатки.
Монтируем лопасть к диску с помощью винтов и гаек. Затем размечаем отверстия под следующую лопасть и так далее.
Крыльчатка собрана.
Вставляем в ее центральное отверстие болт со стороны лопастей и накручиваем на него гайку.
Закручиваем две гайки, чтобы обеспечить зазор между крыльчаткой и корпусом улитки.
Устанавливаем крыльчатку с болтом в улитку.
Накручиваем на болт гайку с наружной стороны.
Потребуются две гайки для надежной фиксации.
Крыльчатка должна свободно вращаться в корпусе насоса.
Наклеиваем на выпуск улитки пластину из пластика, что необходимо для последующего монтажа выпускного коллектора.
Готовим детали впускного коллектора. Необходимо вырезать квадрат из пластика размерами 80х80 мм с отверстием под штуцер и 4-мя отверстиями для крепления. Размечаем и сверлим аналогичные отверстия во второй боковине корпуса.
Вставляем штуцер в отверстие накладки.
Закрепляем впускной коллектор на боковине винтами и гайками с шайбами.
На торец улитки наносим уплотнитель.
Для крепления помпы в рабочем положении монтируем к основанию деревянный брусок.
Вставляем в отверстия корпуса винты для сборки улитки и крепления к опоре.
Устанавливаем на место крышку с впускным коллектором на винтах.
Надеваем шайбы и накручиваем гайки на винты.
На выпуск боковины с впускным коллектором также следует наклеить накладку из пластика с наружной стороны корпуса для монтажа выпускного коллектора.
Выпускной коллектор аналогичен по конструкции впускному, но вместо штуцера в выходное отверстие вклеен пластиковый патрубок. Наклеиваем уплотнение на выпускной коллектор.
Размечаем и сверлим отверстия на торце улитки, а затем монтируем на место выпускной коллектор с помощью винтов.
Наклеиваем деревянные подкладки для крепления дрели.
Три деревянные детали должны надежно фиксировать дрель.
Подгоняем подставки так, чтобы патрон дрели был на одной линии с винтом помпы.
Вставляем винт в патрон и зажимаем последний.
Фиксируем дрель у патрона с помощью полосы из оцинковки и саморезов.
Аналогично закрепляем рукоятку электродрели.
Надеваем хомут на кнопку пуска и стягиваем его до положения включения электроинструмента.

Проверим насос в действии. Если остались вопросы и неясности, их можно разрешить с помощью следующего видео. Собранное устройство окажется незаменимым в критической ситуации, например, если цокольный этаж дома заливается водой. Приобретать фабричный насос для временного использования не имеет смысла.

Центробежный дренажный насос или помпа для канализации

Особенность представленного центробежного насоса в том, что он способен забирать и перекачивать грязную воду, в том числе с посторонними включениями, то есть как дренажный или фекальный агрегат для откачки септиков. Таким образом, с его помощью можно поливать огород из пруда, откачать жидкость из погреба или подвала, откачивать фекалии. Автор проекта планирует использовать насос для гидробурения скважины.

По конструкции насос полупогружной, то есть нижняя его часть погружается в жидкость, а электродвигатель остается сверху. Для реализации идеи помпа крепится к приводу на длинных шпильках с распорными втулками из трубок, вал электромотора удлинен, а входное отверстие помпы закрыто кожухом с отверстиями из нержавейки. В случае полива из водоема для монтажа агрегата необходимо устроить небольшой плот.

В качестве привода используется электродвигатель мощностью 1100 Вт. Корпус помпы изготовлен из ресивера автомобиля КАМАЗ.

Основа крыльчатки – стальной диск диаметром 150 мм. Ее лопасти изготовлены из сегментов трубы большого диаметра. Высота лопастей – 14 мм. Для уплотнения отверстия в верхней крышке помпы, через которое проходит вал двигателя, между корпусом помпы и крыльчаткой установлено кольцо из фторопласта. Между уплотнительным кольцом и крыльчаткой находится мягкая пружина, которая прижимает уплотнение к корпусу помпы. На выход помпы приварен патрубок диаметром 42 мм.

Защитный кожух можно демонтировать, если он мешает забору чистой воды. Он необходим при откачке септиков, канализации и грязной воды. Как видите, агрегат можно испытать, опустив в ближайшую лужу. Получилось достаточно мощное, надежное и многофункциональное устройство. Возможно, Вы пожелаете ознакомиться с видео по данному агрегату.

Компания ENCE GmbH / Швейцария, готова разработать и поставить по Вашему индивидуальному техническому заданию пропеллерные (осевые) насосы.

Осевые насосы

Для перекачки больших объемов жидких сред под малым напором весьма эффективно применение осевых или как их еще называют, пропеллерных насосов. Чаще всего их используют при подачах более 500 м3/ч при напоре 4-7 м. Осевые насосы, как и центробежные, и винтовые, относятся к группе лопастных гидравлических агрегатов.

Осевые насосы могут работать практически с любыми жидкими средами разных температур, как нейтральными, так и агрессивными, с чистыми или загрязненными твердыми и жидкими примесями, добиваясь при этом довольно высокой производительности при не высоком уровне напора. Осевые насосы легко встраиваются в любую трубопроводную систему, благодаря конструкции проточной части, выполненной в виде изогнутой трубы цилиндрической формы. Обычно в целях предотвращения процесса кавитации осевые насосы погружаются ниже уровня подаваемой жидкой среды.

Все эти качества обеспечили широкое применение осевых насосов особенно в химической промышленности, а также в технологических производствах по очищению питьевой воды, где обеспечивают ее рециркуляцию, опреснение и обратную шламовую подачу. Осевые насосы используются в рулевых механизмах судов и в балластных конструкциях плавучих доков и ледокольного флота.

Как показывает практика, особенно эффективно использование осевых насосов в организации водяных циркуляционных процессов в различных аппаратах, требующих не высоких напоров подачи.

Как и в прочих лопастных насосах, основными элементы конструкции осевых насосов являются корпус и закрепленное на его валу рабочее колесо в форме гребного винта с лопастями. Коэффициент быстроходности рабочих колес осевых насосов может достигать 1500 об/мин. Лопасти при вращении рабочего колеса механически воздействуют на перекачиваемую жидкую среду, сообщая ей кинетическую энергию, которая, преобразуясь в потенциальную, заставляет жидкость перемещаться в направлении, параллельном оси рабочего колеса, наращивая давление, благодаря эффекту диффузии.

Поступательное движение жидкости осуществляется при этом с помощью специального выправляющего аппарата (лопаточного отвода), раскручивающего поток.

По способу крепления лопастей к рабочему колесу известны жестколопастные и поворотно-лопастные осевые насосы. В жестколопастных лопасти пропеллерного типа крепятся на втулке рабочего колеса жестко, а поворотно-лопастные оснащаются устройством изменения наклона лопастей, что позволяет регулировать непрерывность подачи, а, соответственно, обеспечивать поддержание высокого уровня коэффициента полезного действия.

Плавность подвода перекачиваемых жидкостей к лопастям рабочего колеса осуществляется при помощи обтекателя. Для предотвращения просачивания рабочих жидкостей в месте выхода из корпуса вала рабочего колеса устанавливается сальник. Электродвигатель соединен с рабочим колесом через муфту.

Осевые насосы выпускаются в вертикальном или горизонтальном исполнении. Обычно все они одноступенчатые, то есть имеют всего одно рабочее колесо.

Основными деталями осевых насосов служат рабочее колесо и трубчатая камера, внутри которой оно производит вращательные движения. Лопасти рабочего колеса крепятся на втулку в виде обтекаемого изогнутого крыла, набегающего на поток рабочей жидкости закругленной передней кромкой.

Рабочая жидкость под действием подъемной силы поступательно передвигается вдоль камеры в осевом направлении. Вращаясь, лопасти рабочего колеса механически воздействуют на перекачиваемую жидкость, изменяя ее скорость, в результате чего давление под лопастями уменьшается, а над лопастями увеличивается. Чтобы предотвратить закручивание рабочим колесом перекачиваемой жидкости, перед выходом в коленчатый отвод имеется специальный выправляющий аппарат.

В малых осевых насосах жидкость подводится к рабочему колесу при помощи конических патрубков, а крупные насосы с этой целью оснащаются всасывающими трубами определенной формы и специальными камерами.

С приводом, в качестве которого используются электродвигатели синхронного и асинхронного типа, осевые насосы соединяются непосредственно через муфту.

Осевые насосы производятся двух типов, в зависимости от крепления лопастей к колесной втулке. В одном случае насосы оснащаются поворотными лопастями, а в другом лопасти крепятся к втулке жестко. Вал насосного агрегата может быть наклонным, вертикальным или горизонтальным.

Угол установки лопастей до некоторых пределов может изменяться, обеспечивая достаточный диапазон изменения рабочих значений осевых насосов, что способствует поддержанию высоких значений коэффициента полезного действия. Так, КПД высокопроизводительного осевого насоса может достигать 90% и больше.

Напор, создаваемый современными серийно выпускаемыми осевыми насосами меньше, чем у центробежных и колеблется от 2,5 до 27 м, а подача значительно больше. Она варьируется от 0,5 до 45 м³/с.

Пропеллерные, или осевые, насосы (рис. 17,а) имеют следующие основные

Рис. 17. Пропеллерный насос:
а - схема насоса; б - рабочее колесо; в - общий вид;
1 - рабочее колесо; 2 - корпус; 3 - выправляющий аппарат.

детали: рабочее колесо 1, корпус насоса 2 и выправляющий аппарат 3. Рабочее колесо (рис. 17,в) состоит из массивной втулки, на которой закреплено от 3 до 6 лопастей. Оно напоминает пароходный гребной винт или пропеллер. Корпус насоса представляет собой трубу с отбортованным нижним входным участком и коленообразно загнутым верхним участком.

Нижний, плавно очерченный входной участок корпуса служит подводящим каналом, а участок корпуса за колесом, в пределах выпрямляющего аппарата, является отводящим каналом насоса. Лопатки выправляющего аппарата загнуты противоположно лопаткам рабочего колеса и закреплены на неподвижной втулке. Выправляющий аппарат раскручивает поток, закрученный рабочим колесом насоса.

Рабочее колесо, так же как и у центробежных насосов, является основным рабочим органом. Его действие на жидкость можно пояснить следующим образом. При движении самолета в воздухе на его крылья, как известно, действует подъемная сила, уравновешивающая вес самолета. Подобно этому на лопатках рабочего колеса насоса при его вращении в жидкости возникают аналогичные силы, но уравновешивают они вес столба жидкости, под которым это колесо находится.

Вращение колеса осуществляется от двигателя. В пропеллерных насосах жидкость по выходе из вращающегося рабочего колеса, кроме поступательного движения, приобретает также и некоторое вращательное движение вокруг оси вала, на что бесполезно тратится часть энергии двигателя. Для устранения этого за колесом устанавливается выправляющий аппарат, который выравнивает движение и повышает к.п.д. насоса.

Пропеллерные насосы находят применение в мелиорации и техническом водоснабжении для подъема значительных расходов (от 200 до 25 000 л/сек) на высоту до 15-20 м.

Читайте также: