Насосы КМЛ

Насосы КМЛ: полное техническое описание, конструктивные особенности и область применения

Насосы типа КМЛ представляют собой консольные моноблочные насосы с горизонтальным расположением вала, в которых рабочее колесо закреплено непосредственно на удлиненном валу стандартного асинхронного электродвигателя. Агрегат устанавливается на единой фундаментной плите. Данное конструктивное решение, в отличие от классических консольных насосов (типа К), исключает наличие отдельной муфты, соединяющей валы насоса и двигателя, и собственных опорных подшипников насосной части. Это приводит к упрощению конструкции, снижению массы и габаритов, повышению надежности за счет уменьшения числа деталей и соосности валов.

Конструкция и принцип действия

Основными узлами насоса КМЛ являются: корпус (спиральная камера), задний щит (корпус уплотнения), рабочее колесо, защитная гильза вала, механическое уплотнение или сальниковое устройство, и стандартный электродвигатель. Удлиненный вал электродвигателя проходит через задний щит, и на его конце крепится рабочее колесо, которое вращается в корпусе насоса. Перекачиваемая среда, поступая через входной патрубок в осевом направлении, захватывается лопатками рабочего колеса. Под действием центробежной силы кинетическая энергия жидкости преобразуется в давление, после чего она отводится через напорный патрубок, расположенный радиально или тангенциально. Герметичность между вращающимся валом и неподвижным задним щитом обеспечивается торцевым механическим уплотнением (реже сальниковой набивкой), которое является критически важным элементом насоса.

Область применения и перекачиваемые среды

Насосы КМЛ предназначены для перекачивания чистых, химически неагрессивных жидкостей, схожих по свойствам с водой. Их применение широко распространено в системах коммунального и промышленного водоснабжения, отопления, кондиционирования, ирригации, а также в технологических процессах различных отраслей промышленности.

• Водоснабжение и водоотведение: Подача воды из скважин и открытых источников, повысительные и циркуляционные станции.
• Теплоэнергетика и ЖКХ: Циркуляция теплоносителя в системах отопления (при температуре до +105°С), подпитка тепловых сетей, ГВС.
• Промышленность: Технологические линии, моечное оборудование, системы охлаждения.

Важным ограничением является содержание механических примесей: не более 0.1% по массе, размер твердых частиц – до 0.2 мм. Перекачиваемая среда не должна содержать абразивных веществ, волокнистых включений и не должна быть вязкой.

Маркировка и типоразмерный ряд

Маркировка насосов КМЛ выполняется по ГОСТ или ТУ и содержит ключевые параметры. Пример: КМЛ 65-50-160 А.

• КМЛ – тип насоса (Консольный Моноблочный).
• 65 – диаметр входного патрубка в мм.

50 – диаметр выходного патрубка в мм.

160 – номинальный диаметр рабочего колеса в мм.

А – обозначение обточенного рабочего колеса (для модификации с измененной характеристикой).

Типоразмерный ряд охватывает широкий диапазон подач и напоров. Основные присоединительные размеры: Ду 32, 40, 50, 65, 80, 100, 125, 150. Исполнения по частоте вращения: 1500 об/мин (4-полюсные двигатели) и 3000 об/мин (2-полюсные двигатели).

Примерные характеристики ряда насосов КМЛ на 2900 об/мин

Модель	Подача (Q), м³/ч	Напор (H), м	Мощность двигателя (N), кВт	Ду всас/нагн
КМЛ 32-125	3.2 — 12.5	20 — 5	1.5 — 2.2	32/32
КМЛ 65-50-160	25 — 50	32 — 20	5.5 — 7.5	65/50
КМЛ 80-65-160	50 — 100	32 — 20	11 — 15	80/65
КМЛ 100-80-160	100 — 200	32 — 12	18.5 — 22	100/80

Материальное исполнение

Выбор материалов проточной части определяется свойствами перекачиваемой среды и требованиями к долговечности.

• Корпус: Чугун СЧ20 (стандарт), нержавеющая сталь 12Х18Н10Т (для агрессивных сред), реже – углеродистая сталь.
• Рабочее колесо: Чугун, латунь ЛЦ40Сд, нержавеющая сталь, полимерные материалы.
• Вал: Сталь 40Х13 (нержавеющая) – стандарт для всех моделей, что предотвращает коррозию в зоне уплотнения.
• Уплотнение: Торцевое механическое уплотнение (ТМУ) с графитовыми/керамическими/карбидкремниевыми парами трения. Сальниковая набивка (Асбест, графит, PTFE) применяется реже из-за необходимости обслуживания и протечек.

Преимущества и недостатки по сравнению с насосами типа К

Преимущества:

• Компактность и меньшая масса за счет отсутствия стойки, опорных подшипников и муфты.
• Высокая соосность валов рабочего колеса и ротора двигателя, что снижает вибрацию и износ.
• Простота монтажа и центровки (центруется только плита, а не муфта).
• Меньшее количество обслуживаемых узлов (отсутствуют подшипники насосной части, муфта).
• Относительно низкий уровень шума.

Недостатки и ограничения:

• Ограниченная мощность и подача из-за нагрузки на вал двигателя. Как правило, применяются для двигателей мощностью до 55-75 кВт.
• При выходе из строя подшипников двигателя или уплотнения требуется демонтаж всего агрегата с фундаментной плиты.
• Более высокая нагрузка на подшипники электродвигателя, особенно при радиальных усилиях (неправильный монтаж, кавитация).
• Сложность ремонта при износе защитной гильзы вала – требуется разборка двигателя.

Особенности монтажа и эксплуатации

Правильный монтаж – залог долговечной работы насоса КМЛ. Агрегат устанавливается на жесткое, ровное основание. Трубопроводы (всасывающий и напорный) должны быть закреплены независимо от насоса, чтобы не передавать на него механические напряжения. Обязательна установка запорной арматуры и обратного клапана на напорном трубопроводе (после насоса). Всасывающий трубопровод должен быть герметичным, его диаметр часто выбирают на размер больше присоединительного патрубка насоса для снижения гидравлических потерь.

Важнейшее условие – обеспечение бескавитационного режима работы. Необходимо соблюдать требуемый кавитационный запас (NPSHr), указанный в паспорте насоса. Для этого высота всасывания (геодезическая) плюс потери во всасывающем трубопроводе должны быть меньше допустимого значения. На практике для насосов, работающих с подпором, рекомендуется обеспечить подпор не менее 0.5-1 бар на входе.

Эксплуатация требует периодического контроля:

• Вибрации и уровня шума.
• Тока потребления электродвигателя (не должен превышать номинальный).
• Отсутствия протечек через уплотнение.
• Температуры подшипниковых узлов двигателя (на ощупь или пирометром).

Подбор насоса КМЛ: ключевые критерии

Для корректного подбора необходимо определить рабочие параметры системы:

1. Подача (Q) – требуемый объемный расход, м³/ч.
2. Напор (H) – суммарные гидравлические потери в системе (трение, местные сопротивления) плюс геодезическая разница высот между точками, плюс требуемый свободный напор в конечной точке, м.
3. Свойства жидкости: температура, плотность, вязкость, наличие примесей, pH.
4. Кавитационный запас системы (NPSHa) – определяется давлением на входе, геометрической высотой всасывания и потерями. Должен превышать NPSHr насоса минимум на 0.5 м.

Рабочая точка (пересечение характеристики насоса и характеристики сети) должна находиться в зоне максимального КПД насоса, обычно в средней трети кривой Q-H. Не рекомендуется эксплуатация в зоне малых подач (близко к закрытой задвижке), это приводит к перегреву жидкости и повышенным радиальным нагрузкам.

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

Чем насос КМЛ отличается от насоса К?

Основное отличие – конструктивное. В насосе К рабочее колесо находится на собственном валу, который установлен в опорных подшипниках корпуса насоса и соединяется с валом двигателя через муфту. Насос КМЛ не имеет собственных подшипников и муфты, колесо сидит на удлиненном валу двигателя. Это делает КМЛ компактнее, легче и проще в монтаже, но накладывает ограничения по мощности и усложняет ремонт при повреждении вала.

Какое уплотнение вала лучше: сальник или торцевое механическое уплотнение (ТМУ)?

Для большинства применений, особенно где недопустимы протечки и требуется минимальное обслуживание, предпочтительно ТМУ. Оно обеспечивает полную герметичность в течение всего срока службы, не требует подтяжки и практически не изнашивает вал. Сальниковая набивка дешевле, но требует периодической подтяжки и регулировки, допускает незначительную капельную протечку для охлаждения и смазки, что приводит к износу вала или гильзы. Выбор сальника оправдан только для специфических сред, несовместимых с материалами ТМУ, или при ремонте старых агрегатов.

Можно ли использовать насос КМЛ для перекачки горячей воды (свыше 105°C)?

Нет, стандартное исполнение насосов КМЛ рассчитано на температуру перекачиваемой среды до +105°C. Для более высоких температур (например, в пароводяных системах) требуются специальные исполнения с принудительным охлаждением подшипниковых узлов двигателя, торцевого уплотнения и с применением термостойких материалов. Использование стандартного КМЛ для сред с температурой выше паспортной приведет к перегреву подшипников двигателя, разрушению уплотнения и быстрому выходу агрегата из строя.

Что делать, если насос КМЛ после запуска не дает давления или подачу ниже паспортной?

Необходимо провести последовательную диагностику:
1. Проверить направление вращения вала (должно быть по стрелке на корпусе). При реверсе подача будет близка к нулю.
2. Убедиться в отсутствии воздуха во всасывающем трубопроводе и корпусе насоса («завоздушивание»). Повторно заполнить насос и трубопровод, проверить герметичность всасывающей линии.
3. Проверить состояние и соответствие диаметров трубопроводов, открытие запорной арматуры.
4. Проверить фильтр (сетку) на всасывании на предмет засорения.
5. Измерить фактическое напряжение в сети. Сниженное напряжение приводит к падению частоты вращения и, как следствие, напора и подачи.
6. Проверить износ рабочего колеса и уплотнительных колец (при длительной эксплуатации).

Как правильно хранить и консервировать неиспользуемый насос КМЛ?

При длительном простое (более 1 месяца) необходимо выполнить консервацию: полностью слить жидкость из корпуса насоса и трубопроводов. Вал необходимо проворачивать вручную не реже одного раза в месяц для предотвращения «прикипания» подшипников и уплотнения. Места неокрашенных поверхностей (например, обработанные валы) следует покрыть консервационной смазкой. Агрегат должен храниться в сухом, закрытом помещении. Перед повторным пуском после длительного хранения необходимо проверить сопротивление изоляции обмоток электродвигателя мегомметром (должно быть не менее 0.5 МОм) и легкость вращения ротора вручную.

Каков средний срок службы насосов КМЛ и от чего он зависит?

При правильном подборе, монтаже и эксплуатации в номинальном режиме срок службы насосов КМЛ составляет 8-15 лет до капитального ремонта. Наиболее быстроизнашиваемыми элементами являются торцевое механическое уплотнение (средний ресурс 10-20 тыс. часов) и рабочее колесо (зависит от абразивности среды). Критически на долговечность влияют: работа в кавитационном режиме, «сухой ход», перегрузка по току, повышенная вибрация из-за неправильного монтажа, перекачивание сред с примесями или химической агрессивностью, не соответствующей материальному исполнению.