Насосы консольные типа К 45/30: технические характеристики, устройство, применение и монтаж
Консольный насос К 45/30 представляет собой центробежный одноступенчатый насос консольного типа с односторонним подводом рабочего колеса, горизонтальным расположением вала и приводом через упругую муфту. Базовое обозначение расшифровывается следующим образом: «К» – консольный, «45» – подача в м³/ч, «30» – напор в метрах водяного столба. Данный типоразмер является одним из наиболее востребованных в промышленности и коммунальном хозяйстве для перекачки больших объемов чистой и слабозагрязненной воды.
Устройство и принцип действия
Конструкция насоса К 45/30 соответствует требованиям ГОСТ 22247-96 «Насосы консольные для воды. Общие технические условия». Основные узлы агрегата:
- Корпус (спиральная камера): Изготавливается из чугуна СЧ20. Имеет фланцевые присоединительные патрубки, ориентированные горизонтально (всасывающий) и вертикально (нагнетательный). Конструкция обеспечивает минимальные гидравлические потери.
- Рабочее колесо: Закрытого типа, с задним дисковым уплотнением. Материал – чугун СЧ20 или, для агрессивных сред, нержавеющая сталь. Колесо фиксируется на валу стопорным винтом и передает энергию от двигателя перекачиваемой среде.
- Вал: Изготавливается из углеродистой стали 40Х. Вращается на двух радиальных шарикоподшипниках, установленных в отдельном корпусе подшипникового узла.
- Уплотнение вала: Стандартное исполнение – сальниковое уплотнение с мягкой набивкой (асбестовый или безасбестовый шнур). В качестве опции возможно торцевое уплотнение (сальник механический) одинарного или двойного типа, что существенно снижает протечки и требования к обслуживанию.
- Опорный кронштейн (стойка): Литая чугунная конструкция, соединяющая корпус насоса с подшипниковым узлом. Обеспечивает жесткость и соосность конструкции.
- Защитный кожух муфты: Обязательный элемент безопасности, предотвращающий травмы при контакте с вращающейся муфтой.
- Водоснабжение и водоотведение: Подача воды из скважин и открытых источников, работа в составе насосных станций второго подъема, циркуляция в системах водоподготовки.
- Промышленность: Обеспечение технологических процессов, подача воды на охлаждение (в градирни, теплообменники), мойка оборудования, работа в составе промывочных систем.
- Ирригация и мелиорация: Полив сельскохозяйственных угодий, осушение территорий.
- Противопожарные системы: В качестве основного или резервного насоса в системах пожаротушения с водой в качестве огнетушащего вещества.
- Основание: Жесткий, ровный железобетонный фундамент или металлическая рама. Обязательна центровка валов насоса и двигателя после окончательного закрепления на фундаменте.
- Трубопроводы: На всасывающем трубопроводе рекомендуется установка запорной арматуры и обратного клапана с сеткой. Нагнетательный трубопровод оснащается запорной арматурой и обратным клапаном. Не допускается передача усилий от трубопроводов на патрубки насоса.
- Электропитание: Подключение электродвигателя к сети через пусковую аппаратуру (пускатель, частотный преобразователь) с защитой от перегрузок и токов короткого замыкания. Обязательно заземление.
- Заполнение и запуск: Перед первым пуском насос и всасывающий трубопровод должны быть полностью заполнены перекачиваемой жидкостью. Запрещен запуск «на сухую».
- Ежедневно: Визуальный контроль за вибрацией, шумом, температурой подшипников (не должна превышать +70°C), проверка на отсутствие протечек через уплотнение.
- Ежемесячно: Контроль затяжки фундаментных болтов и соединений трубопроводов.
- Ежегодно (или после 5000-10000 часов наработки): Полная разборка, промывка, замена изношенных деталей (уплотнительных колец, набивки сальника), проверка зазоров, замена смазки в подшипниковом узле.
Принцип действия основан на центробежной силе. При вращении рабочего колеса жидкость, поступающая через осевой всасывающий патрубок, отбрасывается к периферии колеса и под действием центробежной силы выбрасывается в спиральный отвод и далее в нагнетательный трубопровод. В центральной части колеса создается разрежение, обеспечивающее непрерывный подвод новой порции жидкости.
Основные технические характеристики и рабочие параметры
Номинальные параметры насоса К 45/30 заданы в его маркировке: подача Q = 45 м³/ч, напор H = 30 м. Однако рабочая характеристика насоса представляет собой кривую, описывающую взаимосвязь основных параметров в определенном диапазоне.
Таблица 1. Сводные технические параметры насоса К 45/30
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Тип насоса | Консольный, центробежный, горизонтальный, одноступенчатый |
| Номинальная подача (Qном) | 45 м³/час |
| Номинальный напор (Hном) | 30 м |
| Частота вращения вала | ~2900 об/мин (для электродвигателя 2p=2) |
| Допустимый кавитационный запас (NPSHr) | ~3.0 — 4.0 м (требует уточнения по кривой производителя) |
| Мощность на валу (Nпотр.) | ~5.5 — 6.5 кВт |
| КПД насоса (η) | ~65% — 72% в рабочей зоне |
| Материал проточной части (стандарт) | Чугун |
| Присоединительные размеры патрубков (условный проход) | Вход: DN 80 (фланец ГОСТ 12815-80), Выход: DN 65 |
| Масса насоса (без двигателя) | 45 — 55 кг |
Таблица 2. Пример рабочей характеристики (ориентировочная)
| Подача Q, м³/ч | Напор H, м | Мощность на валу N, кВт | КПД η, % |
|---|---|---|---|
| 0 | ~34 | ~3.0 | 0 |
| 20 | ~33 | ~4.2 | ~55 |
| 35 | ~31 | ~5.5 | ~68 |
| 45 | 30 | ~6.0 | ~70 |
| 55 | ~28 | ~6.5 | ~69 |
| 60 | ~26 | ~6.8 | ~66 |
Выбор электродвигателя осуществляется с запасом по мощности. Для данного насоса, как правило, применяется асинхронный электродвигатель мощностью 7.5 кВт (например, АИР 132М2).
Области применения и перекачиваемые среды
Насосы К 45/30 являются универсальными агрегатами для перекачки чистых (без механических примесей) и слабозагрязненных жидкостей. Основные сферы применения:
Параметры перекачиваемой среды: чистая вода, техническая вода с содержанием твердых включений не более 0.1% по массе и размером частиц до 0.2 мм. Температура – от 0°C до +85°C. Плотность – до 1050 кг/м³. Для агрессивных сред (кислот, щелочей, морской воды) требуется исполнение с проточной частью из нержавеющей стали (марки 12Х18Н10Т, AISI 304) или других химически стойких материалов.
Комплектация, монтаж и требования к установке
Стандартная комплектация включает насосный агрегат в сборе на общей раме (фундаментной плите) с установленным электродвигателем, соединенным через упругую муфту, и защитным кожухом. Монтаж должен выполняться в соответствии с РД 34.26.501 «Типовая инструкция по эксплуатации центробежных и осевых насосов тепловых электростанций» и рекомендациями завода-изготовителя.
Ключевые требования к установке:
Эксплуатация, техническое обслуживание и типовые неисправности
Эксплуатация насоса должна вестись в пределах рабочей зоны характеристики, близкой к точке максимального КПД. Регулирование параметров осуществляется задвижкой на нагнетательном трубопроводе или изменением частоты вращения (при использовании ЧРП).
График технического обслуживания (ТО):
Таблица 3. Типовые неисправности и методы их устранения
| Неисправность | Возможная причина | Способ устранения |
|---|---|---|
| Насос не подает жидкость | Не заполнен перед пуском, засор всасывающего трубопровода, высота всасывания превышает допустимую (кавитация). | Заполнить насос, прочистить фильтр и трубопровод, проверить герметичность всасывающей линии, снизить высоту всасывания. |
| Недостаточная подача или напор | Забито рабочее колесо или фильтр, износ уплотнительных колец и рабочего колеса, воздух в системе. | Проверить и очистить фильтр и колесо, заменить изношенные детали, удалить воздух из корпуса. |
| Сильный шум и вибрация | Кавитация, износ подшипников, нарушение центровки с двигателем, дисбаланс рабочего колеса. | Проверить условия всасывания, заменить подшипники, провести центровку, проверить и отбалансировать колесо. |
| Протечка через сальниковое уплотнение | Износ или неправильная набивка сальника, износ вала в зоне уплотнения. | Подтянуть или заменить сальниковую набивку, при сильном износе вала – восстановить или заменить вал, рассмотреть установку торцевого уплотнения. |
| Перегрев подшипников | Недостаток или загрязнение смазки, перетяжка подшипников, нарушение центровки. | Проверить уровень и состояние смазки, заменить при необходимости, отрегулировать подшипниковый узел, провести центровку. |
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Какой электродвигатель рекомендуется для насоса К 45/30?
Рекомендуется асинхронный электродвигатель мощностью 7.5 кВт с частотой вращения 2900-3000 об/мин (2 полюса), степенью защиты IP54 или IP55, классом изоляции F или H. Конкретная марка (АИР, ВА и др.) выбирается исходя из условий эксплуатации и доступности.
2. Можно ли использовать насос К 45/30 для перекачки горячей воды?
Да, в стандартном исполнении (чугун) насос рассчитан на температуру перекачиваемой среды до +85°C. Для более высоких температур (например, в системах теплоснабжения) требуются специальные исполнения с компенсацией тепловых расширений и, возможно, другим типом уплотнения.
3. Что такое кавитация и как ее избежать при работе насоса?
Кавитация – это образование и схлопывание пузырьков пара в жидкости из-за локального падения давления ниже давления насыщенных паров. Проявляется шумом, треском, падением параметров и эрозионным разрушением рабочего колеса. Для предотвращения необходимо обеспечить достаточное давление на входе в насос (NPSHa > NPSHr + 0.5 м), минимизировать длину и сопротивление всасывающего трубопровода, не допускать работу с подачей, значительно превышающей номинальную.
4. Чем отличается сальниковое уплотнение от торцевого (механического) и что лучше?
Сальниковое уплотнение – простое и ремонтопригодное, требует периодической подтяжки и допускает незначительную капельную протечку для смазки. Торцевое уплотнение – более сложное и дорогое, но практически полностью исключает протечки, требует меньше обслуживания. Выбор зависит от требований к герметичности, стоимости обслуживания и свойств перекачиваемой среды (абразивность, наличие волокон).
5. Как правильно осуществить центровку насоса с электродвигателем?
Центровка выполняется по полумуфтам с помощью щупов и индикаторной скобы после окончательного закрепления агрегата на фундаменте. Допустимое смещение валов не должно превышать 0.05 мм, угловое отклонение – 0.05 мм на 100 мм диаметра муфты. Некачественная центровка – основная причина повышенной вибрации и преждевременного выхода из строя подшипников и муфты.
Заключение
Консольный насос К 45/30 представляет собой надежный, проверенный временем агрегат для решения широкого круга задач по перекачке воды и нейтральных жидкостей. Его популярность обусловлена простотой конструкции, ремонтопригодностью, доступностью запасных частей и предсказуемостью характеристик. Успешная и долговременная эксплуатация насоса зависит от правильного выбора исполнения под конкретные условия, квалифицированного монтажа с точной центровкой и соблюдения регламентов планово-предупредительного технического обслуживания. При работе с химически активными или абразивными средами необходимо выбирать специализированные модификации насоса с соответствующими материалами проточной части и типами уплотнений.