Насосы консольные типа К 20-30: технические характеристики, конструкция и область применения
Консольные насосы типа К, в частности модель с рабочими параметрами Q=20 м³/ч и H=30 м (обозначаемая как К 20-30), представляют собой центробежные одноступенчатые насосы консольного типа с односторонним подводом рабочего колеса. Они предназначены для перекачивания чистых (незагрязненных) жидкостей, включая воду и химически нейтральные среды, с температурой до 85°C и содержанием твердых включений не более 0.1% размером до 0.2 мм. Основная сфера применения – системы водоснабжения, орошения, циркуляции в отопительных и технологических установках, а также в коммунальном хозяйстве и промышленности.
Конструктивные особенности насосов К 20-30
Конструкция насоса К 20-30 базируется на стандарте ГОСТ 22247-96 «Насосы консольные для воды. Основные параметры и размеры». Агрегат состоит из двух основных узлов: силовой части (электродвигатель) и гидравлической части (насосный узел). Ключевой особенностью является консольное расположение рабочего колеса на валу, вынесенном за пределы опор корпуса. Это упрощает конструкцию, повышает ремонтопригодность и снижает стоимость.
Основные компоненты насоса:
- Корпус насоса (спиральный отвод): Изготавливается из чугуна марки СЧ20, реже из нержавеющей стали. Предназначен для преобразования кинетической энергии потока в потенциальную (давление).
- Рабочее колесо: Закрытого типа, радиальное. Материал – чугун СЧ20 или латунь. Колесо крепится на консольном конце вала и передает энергию от двигателя перекачиваемой среде.
- Вал: Изготавливается из углеродистой стали. Опирается на два радиальных подшипника качения, обеспечивающих жесткость и воспринимающих радиальные нагрузки.
- Уплотнение вала: Стандартно применяется сальниковое уплотнение с набивкой из графита или Асбеста АП. По требованию может быть заменено на торцевое механическое уплотнение (ТМУ) для полностью безкапельной работы.
- Опорный кронштейн (стойка): Литая чугунная конструкция, соединяющая корпус насоса с фундаментной плитой и обеспечивающая жесткость всей системы.
- Фундаментная плита: Общая для насоса и электродвигателя, обеспечивает соосность и устойчивость агрегата.
- Электродвигатель: Асинхронный, общепромышленного исполнения (например, АИР). Мощность подбирается с запасом для данного типоразмера.
- Нет подачи после запуска: Причина – насос или всасывающий трубопровод не заполнены, засорен приемный фильтр, высота всасывания превышает допустимую.
- Снижение подачи и напора: Износ рабочего колеса или уплотнительных колец, кавитация, засорение проточной части.
- Сильная вибрация и шум: Кавитация, износ подшипников, нарушение центровки, дисбаланс рабочего колеса.
- Течь через сальниковое уплотнение: Неправильная затяжка сальника, износ набивки. Норма – нечастые капли (60 кап/мин).
- Перегрев подшипников: Недостаток или переизбыток смазки, несоосность, чрезмерная затяжка.
Технические характеристики и рабочие параметры
Для насоса К 20-30 номинальные рабочие параметры – подача 20 кубических метров в час и напор 30 метров водяного столба. Однако рабочая характеристика насоса представляет собой кривую, и агрегат может эффективно работать в диапазоне, указанном в его паспортной характеристике.
Таблица 1. Основные технические параметры насоса К 20-30
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Типоразмер | К 20-30 |
| Подача (Q), м³/ч | 20 (номинал), рабочий диапазон ~12-25 |
| Напор (H), м | 30 (номинал), рабочий диапазон ~25-35 |
| Частота вращения, об/мин | ~2900 (для 2-полюсных двигателей) |
| Кавитационный запас (NPSHr), м | ~2.5 — 3.5 (требует уточнения по кривой) |
| КПД насоса, % | ~60-68% (максимум в зоне номинальной точки) |
| Мощность на валу, кВт | ~2.7 — 3.0 |
| Установленная мощность эл. двигателя, кВт | 4.0 — 5.5 (стандартно 4.0 кВт) |
| Диаметр патрубков (всас/нагн), мм | 65 / 50 (Ду 65 / Ду 50) |
| Масса насоса (без двигателя), кг | ~45-55 |
Таблица 2. Зависимость параметров от подачи (примерная характеристика)
| Подача (Q), м³/ч | Напор (H), м | Потребляемая мощность (N), кВт | КПД (η), % |
|---|---|---|---|
| 0 | ~34 | ~1.8 | 0 |
| 10 | ~33 | ~2.3 | ~50 |
| 20 | 30 | ~2.8 | ~65 |
| 25 | ~26 | ~3.0 | ~63 |
Подбор, монтаж и эксплуатация
Правильный подбор насоса К 20-30 осуществляется по сводным графикам полей или каталогам производителя. Необходимо, чтобы рабочая точка (пересечение характеристики насоса и характеристики сети) находилась в зоне максимального КПД агрегата, предпочтительно в средней трети характеристики. Обязательно учитывается кавитационный запас: доступный кавитационный запас системы (NPSHa) должен превышать требуемый насосом (NPSHr) не менее чем на 0.5 метра.
Монтаж осуществляется на жесткое, выверенное по уровню основание. Фундаментная плита крепится анкерными болтами. Крайне важна точная центровка валов насоса и электродвигателя с использованием щупов или индикаторных приборов. Несоосность приводит к вибрациям, перегреву подшипников и преждевременному выходу из строя. Перед первым пуском обязательна обкатка: насос и трубопроводы заполняются перекачиваемой средой, удаляется воздух через воздухоотводчик, проверяется легкость вращения вала вручную. Пуск производится при закрытой задвижке на напорном трубопроводе, которая затем плавно открывается до выхода на рабочую точку.
Обслуживание и типовые неисправности
Плановое техническое обслуживание включает регулярный контроль вибрации, температуры подшипников (не должна превышать 70°C), подтяжку сальникового уплотнения или проверку ТМУ, замену смазки в подшипниковых узлах (рекомендуется литиевый солидол или аналоги).
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Чем отличается насос К 20-30 от насоса К 20/30?
Это разные обозначения одного и того же типоразмера. Согласно ГОСТ, обозначение «К 20-30» является стандартным, где 20 – подача в м³/ч, 30 – напор в м. Иногда используется косая черта, но смысл идентичен.
Какой электродвигатель требуется для данного насоса?
Для насоса К 20-30, как правило, требуется асинхронный электродвигатель мощностью 4.0 кВт при частоте вращения 2900-3000 об/мин (2 полюса). Точная мощность указывается в паспорте конкретного изделия и выбирается с коэффициентом запаса 1.1-1.15 к мощности на валу.
Можно ли использовать насос для перекачивания горячей воды?
Да, но с ограничениями. Стандартное исполнение насоса К (на сальниковом уплотнении) рассчитано на температуру перекачиваемой среды до +85°C. Для более высоких температур (до +105°C) требуется специальное исполнение с принудительным охлаждением подшипникового узла и системой уплотнения, отводящей тепло.
Что лучше для данного насоса: сальник или торцевое уплотнение?
Сальниковое уплотнение дешевле и ремонтопригодно в полевых условиях, но требует периодической подтяжки и допускает минимальную течь для смазки. Торцевое механическое уплотнение (ТМУ) герметично, не требует обслуживания в течение всего срока службы, но дороже и при выходе из строя меняется целиком. Выбор зависит от требований к герметичности и стоимости владения.
Как регулировать производительность насоса К 20-30?
Основной метод – дросселирование задвижкой на напорном трубопроводе. Однако это неэнергоэффективно. Для систем, требующих частого регулирования, рекомендуется рассмотреть применение частотного преобразователя (ЧП), который позволит изменять производительность, плавно регулируя обороты двигателя, что дает значительную экономию электроэнергии.
Какова реальная высота всасывания насоса?
Теоретически, при идеальных условиях (отсутствие потерь, абсолютный вакуум) насос может поднять воду с высоты 10.33 м. Практически, для К 20-30 геометрическая высота всасывания (от уровня жидкости в приемном резервуаре до оси насоса) при работе на холодной воде не должна превышать 6-7 метров с учетом потерь на трение в трубопроводе и кавитационного запаса. Для надежной работы рекомендуется минимизировать высоту всасывания.
Заключение
Консольный насос К 20-30 является классическим, проверенным решением для задач перекачивания чистых жидкостей в среднем диапазоне подач и напоров. Его надежность, простая конструкция, ремонтопригодность и стандартизация по ГОСТ обеспечивают широкое применение в различных отраслях. Успешная эксплуатация на протяжении всего срока службы достигается за счет правильного подбора под конкретные условия сети, качественного монтажа с точной центровкой и соблюдения регламентов планового технического обслуживания. При выборе между стандартным и модернизированным исполнениями (с ТМУ, ЧП) необходим технико-экономический анализ, учитывающий требования к энергоэффективности и надежности.