Насосы 1К 20-30 (Q=20м3/ч, H=30м)

Насосы типа 1К 20-30: технические характеристики, конструкция, сфера применения и особенности эксплуатации

Насосы типа 1К 20-30 представляют собой консольные центробежные моноблочные насосы, относящиеся к группе насосов типа К (консольные). Буквенно-цифровая маркировка расшифровывается следующим образом: 1К – консольный насос одноступенчатый, 20 – номинальная подача в м³/ч, деленная на 10 (т.е. Q ≈ 20 м³/ч), 30 – номинальный напор в метрах водяного столба (H = 30 м). Данные агрегаты являются классическим решением для перекачивания чистых, химически неагрессивных жидкостей, схожих по свойствам с водой, в системах водоснабжения, орошения, циркуляции и других технологических процессах.

Конструктивные особенности и принцип действия

Насос 1К 20-30 выполнен по схеме моноблока: рабочее колесо установлено на удлиненном валу стандартного асинхронного электродвигателя. Это исключает необходимость использования муфты и отдельной опорной стойки, что снижает габариты, массу и упрощает монтаж. Конструкция состоит из следующих ключевых элементов:

• Корпус (спиральная камера): Изготавливается из чугуна марки СЧ20. Имеет фланцы всасывания и нагнетания, расположенные горизонтально, что облегчает обвязку трубопроводами.
• Рабочее колесо: Центробежного типа, закрытое, с односторонним подводом жидкости. Материал – чугун или, для более ответственных условий, износостойкие сплавы. Колесо фиксируется на валу шпонкой и гайкой.
• Уплотнение вала: Наиболее критичный узел. В базовом исполнении применяется сальниковое уплотнение с мягкой набивкой (например, сальник АП-31). По требованию может быть заменено на торцевое механическое уплотнение (ТМУ), что существенно снижает протечки и потребность в обслуживании.
• Опорный кронштейн (стакан): Соединяет корпус насоса с фланцем электродвигателя. В нем размещены подшипниковые узлы вала.
• Электродвигатель: Асинхронный, короткозамкнутый, общепромышленного исполнения (обычно серии АИР). Степень защиты IP54 или IP55, класс изоляции F. Мощность подбирается исходя из параметров насоса и плотности перекачиваемой среды.

Принцип действия основан на центробежной силе. При вращении рабочего колеса жидкость, поступающая через осевой всасывающий патрубок, отбрасывается к периферии колеса и попадает в спиральную камеру корпуса, где кинетическая энергия преобразуется в энергию давления, после чего направляется в нагнетательный патрубок.

Детальные технические характеристики и рабочие параметры

Номинальные параметры Q=20 м³/ч и H=30 м соответствуют точке максимального КПД агрегата. Однако насос способен работать в диапазоне характеристик, описываемом его рабочей кривой. Основные параметры для типового насоса 1К 20-30:

Основные технические параметры насоса 1К 20-30

Параметр	Значение / Диапазон	Примечания
Подача (Q)	до 30 м³/ч	Рабочий диапазон 12-28 м³/ч
Напор (H)	до 34 м	При нулевой подаче (закрытая задвижка)
Номинальная рабочая точка	Q=20 м³/ч, H=30 м	Точка оптимального КПД
Частота вращения	~3000 об/мин (50 Гц)	Синхронная скорость для 2-полюсных двигателей
Кавитационный запас (NPSHr)	~3.0-3.5 м	Критически важный параметр для всасывания
Мощность на валу (P2)	~3.0-3.5 кВт	Зависит от плотности жидкости и КПД
Установленная мощность эл. двигателя	4.0 кВт или 5.5 кВт	Стандартный ряд мощностей с запасом
КПД насоса (η)	60-68%	Максимум в номинальной точке
Диаметр патрубков (вс/наг)	Ду 65 / Ду 50	По ГОСТ 12815 или DIN/EN фланцы
Масса агрегата	45-60 кг	В зависимости от материала и двигателя

Рабочая характеристика (кривая Q-H) имеет падающий вид. При уменьшении подачи напор возрастает, и наоборот. Эксплуатация насоса в зоне, близкой к нулевой подате (закрытой задвижке), допустима кратковременно, так как приводит к перегреву жидкости в корпусе и повышенным нагрузкам. Длительная работа в зоне максимальной подачи (правая часть кривой) чревата кавитацией и повышенным износом.

Сфера применения и условия эксплуатации

Насосы 1К 20-30 применяются в различных отраслях промышленности и ЖКХ для перекачивания чистых жидкостей:

• Водоснабжение: Подача воды из скважин, колодцев, открытых водоемов (при наличии фильтрации) в системы хозяйственно-питьевого и производственного водоснабжения, повышение давления в сетях.
• Ирригация и мелиорация: Полив сельскохозяйственных угодий, осушение территорий.
• Противопожарные системы: В качестве насосов первой категории в модульных установках или для поддержания давления в гидрантах.
• Промышленность: Циркуляция воды в системах охлаждения технологического оборудования, моечные системы, подача воды на фильтры.
• Общестроительные работы: Откачка воды из котлованов, дренаж (при условии чистой воды).

Условия эксплуатации:

• Температура перекачиваемой среды: от 0°C до +85°C (для стандартного исполнения).
• Содержание механических примесей: не более 0.1% по массе, размер твердых частиц – до 0.2 мм.
• Максимальное рабочее давление в корпусе: 0.6 МПа (6 бар).
• Высота над уровнем моря до 1000 м, температура окружающей среды до +40°C.

Запрещена перекачка агрессивных, взрывоопасных, вязких жидкостей, а также жидкостей с абразивными включениями без специального исполнения.

Подбор и монтаж насоса 1К 20-30

Корректный подбор насоса определяет его ресурс и эффективность. Алгоритм включает:

1. Определение требуемых параметров: Расчет необходимой подачи (Q_потр) и напора (H_потр). Напор рассчитывается по формуле: H_потр = H_г + ΔH_тр + H_св, где H_г – геодезическая высота подъема, ΔH_тр – потери давления в трубопроводе, H_св – требуемый свободный напор в конечной точке.
2. Выбор рабочей точки: Точка пересечения характеристик сети и насоса (Q_потр, H_потр) должна лежать в средней трети кривой Q-H насоса, ближе к точке номинального КПД.
3. Проверка на кавитацию: Должно выполняться условие: NPSH_дост ≥ NPSH_тр + 0.5 м (запас). Доступный кавитационный запас рассчитывается исходя из условий всасывания: NPSH_дост ≈ (P_атм — P_нас)/ρg ± H_гвс — ΔH_тр.вс.
4. Выбор исполнения: Определение необходимости в ТМУ, материале уплотнений, типе двигателя (взрывозащищенный, многоскоростной и т.д.).

Требования к монтажу:

• Установка на жесткое, ровное, виброизолированное основание (фундамент, рама).
• Обязательное использование на всасывающем трубопроводе фильтра-грязевика и обратного клапана с сеткой (при всасывании из емкости ниже уровня насоса).
• На нагнетательном трубопроводе – запорная арматура (задвижка, кран) и обратный клапан для защиты от гидроудара.
• Трубопроводы должны иметь независимые опоры, не передающие нагрузку на патрубки насоса.
• Строгая центровка при монтаже на общую плиту с двигателем не требуется (моноблочная конструкция).
• Обеспечение качественного подвода электропитания с обязательной защитой от токов короткого замыкания и перегрузки (автоматический выключатель, тепловое реле).

Обслуживание и типовые неисправности

Регламентное обслуживание включает:

• Ежедневно: Визуальный контроль за работой, проверка на отсутствие протечек, контроль тока двигателя, уровня вибрации и шума.
• Ежемесячно: Подтяжка сальникового уплотнения (при его наличии), проверка состояния фундаментных болтов.
• Ежегодно (или после 5000 моточасов): Полная разборка, промывка, проверка зазоров, замена изношенных деталей (уплотнений, подшипников), балансировка рабочего колеса при необходимости.

Таблица типовых неисправностей и методов их устранения:

Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)

1. Чем насос 1К 20-30 отличается от насоса 1К 20/30 или К 20/30?

Это обозначения одного и того же типа насоса. Разделитель «/» или пробел между цифрами подачи и напора является вариацией записи в разных каталогах или стандартах. Технические характеристики идентичны.

2. Какой электродвигатель рекомендуется для данного насоса?

Стандартно используются асинхронные двигатели АИР (или аналоги) мощностью 4.0 кВт или 5.5 кВт с частотой вращения ~3000 об/мин (2 полюса). Конкретная мощность выбирается с коэффициентом запаса 1.1-1.15 от мощности на валу в рабочей точке. Для жидкостей с плотностью, отличной от воды, мощность пересчитывается пропорционально.

3. Можно ли использовать насос для перекачивания горячей воды (выше 85°C)?

Нет, в стандартном исполнении с сальниковым уплотнением и подшипниками обычной термостойкости – нельзя. Для горячей воды (до 105°C) требуется специальное исполнение с принудительным охлаждением сальниковой камеры, термостойкими уплотнениями и соответствующей смазкой подшипников.

4. Что лучше для насоса 1К 20-30: сальник или торцевое уплотнение (ТМУ)?

Сальник дешевле и ремонтопригоден в полевых условиях, но требует периодической подтяжки и допускает незначительную капельную протечку для смазки. ТМУ дороже, но обеспечивает полную герметичность, не требует обслуживания в течение всего срока службы и имеет больший ресурс. Выбор зависит от требований к герметичности, стоимости владения и свойств перекачиваемой жидкости.

5. Как правильно организовать всасывающую линию для насоса, установленного выше уровня жидкости?

Необходим обратный клапан со сеткой на конце всасывающего трубопровода, опущенного в жидкость. Перед пуском насос и всасывающая линия должны быть полностью заполнены жидкостью (заливка через заливочную пробку). Диаметр всасывающего трубопровода должен быть не меньше диаметра всасывающего патрубка насоса, а его длина и конфигурация должны минимизировать гидравлические потери для обеспечения требуемого NPSH_дост.

6. Почему насос может потреблять ток выше номинального?

Основные причины: работа в зоне повышенной подачи (правее номинала), повышенная плотность или вязкость перекачиваемой среды, механический затор в насосе (заклинивание), неисправность электродвигателя (межвитковое замыкание) или несоответствие напряжения в сети номинальному.

7. Каков ориентировочный срок службы насоса 1К 20-30?

При правильной эксплуатации, перекачивании чистой воды и своевременном обслуживании межремонтный ресурс составляет 10-15 тысяч часов. Общий срок службы до списания может достигать 10 и более лет. Ключевыми факторами, снижающими ресурс, являются кавитация, работа с абразивными примесями, «сухой ход» и частые пуски/остановы.

Заключение

Насос 1К 20-30 является проверенным, надежным и ремонтопригодным агрегатом для широкого круга задач по перекачиванию чистых жидкостей. Его эффективная эксплуатация основывается на точном подборе под требуемые параметры сети, качественном монтаже с учетом условий всасывания и соблюдении регламентов технического обслуживания. Понимание принципов работы, характеристик и ограничений данного типа насосов позволяет инженерно-техническому персоналу обеспечивать бесперебойную работу систем водоснабжения и технологических процессов, минимизируя эксплуатационные риски и затраты.