Винтовой насос: устройство, принцип работы и применение

Нугманов Рамиль Вильевич

Специалист по подбору насосного оборудования 27.07.2026 31 мин чтения 16 просмотров

Что такое винтовой насос

Винтовой насос — это объемный насос, в котором перемещение жидкости происходит за счет вращения одного или нескольких винтов специальной формы. Во время работы между винтами, статором или внутренней поверхностью корпуса образуются герметичные рабочие полости. При вращении винтов эти полости постепенно перемещаются вдоль оси насоса, перенося жидкость от входного патрубка к выходному.

В отличие от центробежного насоса, который сообщает жидкости кинетическую энергию вращающимся рабочим колесом, винтовой насос не разгоняет поток. Рабочая среда практически не испытывает резких перепадов скорости и давления, благодаря чему обеспечивается плавная транспортировка даже чувствительных или вязких продуктов.

Именно объемный принцип работы позволяет винтовым насосам эффективно перекачивать среды, которые плохо подходят для большинства динамических насосов:

• жидкости высокой вязкости;
• продукты с неоднородной структурой;
• суспензии;
• пастообразные материалы;
• нефтепродукты;
• пищевые массы;
• полимерные смеси;
• жидкости с ограниченным содержанием твердых включений.

Во многих источниках можно встретить разные названия данного оборудования: винтовой насос, шнековый насос, героторный насос, эксцентриково-шнековый насос или прогрессивно-полостной насос. Эти термины нередко используют как синонимы, однако между ними существуют различия.

Наиболее универсальным является термин «винтовой насос», который объединяет несколько конструктивных схем оборудования:

• одновинтовые насосы;
• двухвинтовые насосы;
• трехвинтовые насосы.

Термин «шнековый насос» чаще применяется именно к одновинтовым моделям, где металлический винтовой ротор вращается внутри эластичного статора. Такая конструкция получила широкое распространение при перекачивании вязких, загрязненных и неоднородных сред.

Название «героторный насос» связано с рабочей парой «ротор — статор», образующей последовательность герметичных камер. Именно эта конструкция используется в большинстве современных одновинтовых насосов промышленного назначения.

Несмотря на различия в конструкции, все винтовые насосы работают по одному общему принципу — перемещают жидкость за счет объемного вытеснения, а не за счет создания высокой скорости потока.

Устройство винтового насоса

Конструкция винтового насоса зависит от его типа, однако большинство моделей включает одинаковые основные узлы: рабочую винтовую пару, корпус, привод, соединительные элементы, систему уплотнений и патрубки для подключения к трубопроводу.

Именно взаимодействие этих элементов обеспечивает образование герметичных рабочих камер, их последовательное перемещение и стабильную подачу жидкости.

Ротор

Ротор является главным рабочим элементом винтового насоса. В зависимости от конструкции насос может иметь один, два или три винта, каждый из которых выполняет функцию перемещения жидкости.

В одновинтовых насосах ротор представляет собой металлический винт сложной геометрии с высокой точностью обработки поверхности. Чаще всего его изготавливают из нержавеющей, легированной или инструментальной стали, а при работе с абразивными средами дополнительно применяют хромирование, наплавку или другие виды защитных покрытий.

При вращении ротор не только перемещает жидкость, но и взаимодействует со статором, образуя герметичные рабочие полости. От качества обработки поверхности ротора напрямую зависят производительность насоса, величина внутренних утечек и срок службы всей рабочей пары.

В двухвинтовых и трехвинтовых насосах рабочими элементами являются несколько металлических винтов, которые вращаются синхронно. Такая конструкция обеспечивает высокую равномерность подачи и позволяет эффективно перекачивать масла, топливо и другие технологические жидкости.

Статор

Статор — неподвижная часть рабочей пары, внутри которой вращается ротор.

В одновинтовых насосах внутренний профиль статора имеет винтовую форму и изготавливается из эластомерных материалов. Наиболее часто применяются:

• NBR (нитрильный каучук);
• EPDM;
• FKM (Viton);
• натуральный каучук;
• специальные пищевые и химически стойкие эластомеры.

Выбор материала зависит от температуры, химического состава, вязкости и абразивности рабочей среды.

Во время работы ротор вращается внутри статора с небольшим эксцентриситетом. Благодаря этому между ними постоянно образуются герметичные рабочие камеры, которые последовательно перемещаются вдоль насоса.

Именно статор чаще всего является наиболее нагруженной деталью одновинтового насоса. Его ресурс напрямую зависит от соблюдения режима эксплуатации, отсутствия сухого хода, температуры жидкости и правильного выбора материала под конкретную рабочую среду.

В двухвинтовых и трехвинтовых насосах отдельный эластичный статор отсутствует. Рабочие камеры формируются между винтами и внутренней поверхностью металлического корпуса.

Героторная пара

Основой работы большинства одновинтовых насосов является героторная пара — система из металлического ротора и эластичного статора.

Геометрия этих деталей рассчитана таким образом, чтобы при вращении ротора внутри статора образовывалась последовательность полностью изолированных рабочих полостей.

Каждая такая камера постепенно перемещается вдоль корпуса насоса, перенося жидкость практически без обратных перетоков. Благодаря этому достигаются:

• стабильная производительность;
• высокий объемный КПД;
• минимальные пульсации потока;
• возможность перекачивания вязких продуктов;
• бережное воздействие на структуру рабочей среды.

Количество одновременно существующих рабочих камер зависит от конструкции насоса и геометрии винтовой пары. Чем точнее изготовлены ротор и статор, тем выше эффективность работы оборудования и меньше внутренние утечки.

Именно героторная пара определяет большинство эксплуатационных характеристик одновинтового насоса: создаваемое давление, допустимую вязкость жидкости, устойчивость к износу и ресурс оборудования.

Корпус и патрубки

Корпус объединяет все элементы насоса в единую конструкцию и одновременно служит каналом для движения жидкости.

В зависимости от условий эксплуатации корпуса изготавливаются из:

• чугуна;
• углеродистой стали;
• нержавеющей стали;
• специальных коррозионностойких сплавов.

Материал корпуса подбирают с учетом рабочей среды, температуры, давления и требований конкретного производства.

На корпусе располагаются два основных патрубка:

• всасывающий, через который жидкость поступает в рабочую часть насоса;
• напорный, через который рабочая среда подается в трубопровод.

В зависимости от исполнения насос может комплектоваться резьбовыми, фланцевыми, молочными или другими типами присоединений.

Для обслуживания оборудования на корпусе также могут предусматриваться ревизионные крышки, сливные отверстия, штуцеры для промывки и подключения контрольно-измерительных приборов.

Привод и передача вращения

Источником энергии для винтового насоса обычно служит электрический двигатель.

В зависимости от условий эксплуатации применяются:

• стандартные асинхронные электродвигатели;
• мотор-редукторы;
• взрывозащищенные электродвигатели;
• гидравлические приводы;
• пневматические приводы.

Крутящий момент от двигателя передается на рабочую часть насоса через муфту, карданный вал или специальный шарнирный механизм.

Для регулирования производительности современные насосные установки часто комплектуются частотными преобразователями, позволяющими плавно изменять скорость вращения ротора без остановки оборудования.

Принцип работы винтового насоса

Несмотря на разнообразие конструкций, все винтовые насосы работают по одному общему принципу — объемному вытеснению жидкости. В процессе работы насос не сообщает потоку высокую скорость, как это делает центробежное оборудование, а постепенно перемещает отдельные порции жидкости внутри герметичных рабочих камер.

Во время вращения винтов эти камеры последовательно перемещаются вдоль рабочей части насоса — от зоны всасывания к напорному патрубку. Жидкость практически не перемешивается, не подвергается резким гидравлическим ударам и выходит из насоса равномерным непрерывным потоком.

Именно такой способ транспортировки позволяет эффективно перекачивать вязкие, неоднородные и чувствительные к механическому воздействию среды.

Рабочий цикл винтового насоса можно разделить на несколько последовательных этапов.

Всасывание жидкости

Работа начинается с заполнения рабочей камеры.

При вращении ротора возле всасывающего патрубка между винтовыми поверхностями и внутренними стенками статора (или корпуса) образуется свободный объем. В этот момент давление внутри рабочей камеры становится ниже давления в подводящем трубопроводе, благодаря чему жидкость естественным образом поступает внутрь насоса.

В отличие от некоторых других типов насосов винтовые модели не требуют интенсивного разгона жидкости на входе. Это особенно важно при работе с густыми продуктами, которые обладают высокой вязкостью и плохо заполняют быстро движущиеся рабочие колеса.

Для большинства одновинтовых насосов характерна хорошая самовсасывающая способность. При правильном монтаже и заполненной рабочей части они способны самостоятельно создавать необходимое разрежение на входе без использования дополнительного оборудования.

Однако следует учитывать, что максимальная высота всасывания определяется конструкцией конкретного насоса, вязкостью рабочей среды, температурой жидкости и условиями эксплуатации.

Перемещение рабочей среды

После заполнения рабочей камеры начинается основной этап работы насоса.

При вращении ротора герметичные камеры не изменяют своей формы, а постепенно перемещаются вдоль оси насоса. Вместе с ними перемещается и заключенная внутри жидкость.

На протяжении всего пути транспортировки рабочая среда практически не контактирует с соседними камерами. Благодаря этому уменьшаются внутренние перетоки, снижается вероятность образования пульсаций и сохраняется стабильность подачи.

Для вязких продуктов это особенно важно. Например, густые сиропы, кремы, клеевые составы, масла или полимерные смеси не испытывают интенсивного механического воздействия и сохраняют свои свойства в процессе транспортировки.

Еще одной особенностью винтовых насосов является практически постоянный объем каждой рабочей камеры. В результате жидкость перемещается равномерно независимо от того, находится она в начале или в конце рабочей части насоса.

Именно поэтому винтовые насосы широко применяются в качестве дозирующего оборудования, где требуется максимально стабильная подача продукта.

Нагнетание жидкости

По мере продвижения рабочей камеры к напорному патрубку ее объем постепенно уменьшается, а жидкость вытесняется в выходной трубопровод.

Поскольку одновременно вдоль корпуса перемещается сразу несколько герметичных камер, поток на выходе получается практически непрерывным.

Такой принцип существенно отличается от работы поршневых насосов, где жидкость подается отдельными циклами, вызывающими выраженные пульсации давления.

Благодаря плавному вытеснению продукта винтовые насосы обеспечивают:

• стабильный расход жидкости;
• равномерное давление в трубопроводе;
• снижение гидравлических ударов;
• уменьшение вибраций оборудования;
• более спокойную работу всей насосной системы.

При необходимости производительность большинства винтовых насосов можно регулировать изменением частоты вращения привода без существенного ухудшения характеристик подачи.

Почему поток получается практически без пульсаций

Одним из главных преимуществ винтовых насосов считается высокая равномерность подачи.

Во время работы одновременно перемещается сразу несколько рабочих камер. Пока одна из них освобождает жидкость в напорный патрубок, следующие уже продолжают движение внутри корпуса.

В результате между отдельными порциями жидкости практически отсутствуют паузы.

Кроме того, винтовая геометрия рабочей пары обеспечивает плавное изменение объема камер без резких скачков давления.

Это особенно важно при транспортировке:

• пищевых продуктов;
• эмульсий;
• косметических составов;
• полимеров;
• химических реагентов;
• нефтепродуктов;
• масел.

Для подобных сред недопустимо интенсивное вспенивание, разрушение структуры или значительные колебания давления.

Как создается давление

Распространенным заблуждением является мнение, что давление создается самим винтом.

На самом деле винтовой насос создает условия для объемного перемещения жидкости, а давление возникает вследствие сопротивления трубопроводной системы.

Когда жидкость свободно выходит из насоса, давление остается относительно небольшим. Если же поток встречает сопротивление — длинный трубопровод, фильтры, арматуру, теплообменники или технологическое оборудование — насос продолжает перемещать одинаковый объем жидкости, постепенно повышая давление в системе.

Поэтому рабочее давление зависит сразу от нескольких факторов:

• конструкции насоса;
• числа рабочих ступеней;
• геометрии винтовой пары;
• вязкости рабочей среды;
• частоты вращения;
• сопротивления трубопроводной сети.

При этом эксплуатация винтового насоса с полностью перекрытым напорным трубопроводом недопустима. В отличие от центробежных моделей объемный насос продолжает вытеснять жидкость независимо от сопротивления системы, что приводит к быстрому росту давления.

Именно поэтому в промышленных установках винтовые насосы обычно комплектуют предохранительными или перепускными клапанами, защищающими оборудование от аварийного повышения давления.

Основные виды винтовых насосов

Несмотря на общий принцип работы, винтовые насосы могут значительно отличаться по конструкции, характеристикам и назначению. Наибольшее распространение получили три основных типа оборудования: одновинтовые, двухвинтовые и трехвинтовые насосы.

Каждая конструкция имеет свои особенности, определяющие, с какими рабочими средами насос способен эффективно работать, какое давление создавать и в каких условиях обеспечивать максимальный ресурс.

Правильный выбор типа винтового насоса во многом определяет надежность всей системы, поэтому при подборе оборудования важно учитывать не только производительность, но и свойства перекачиваемой жидкости.

Одновинтовые насосы

Одновинтовые насосы являются наиболее универсальной разновидностью винтового оборудования и широко применяются для транспортировки вязких, неоднородных и чувствительных к механическому воздействию жидкостей.

Именно эта конструкция чаще всего называется героторным, эксцентриково-шнековым или прогрессивно-полостным насосом.

Рабочая часть состоит из двух основных элементов:

• металлического ротора;
• эластичного статора.

Ротор имеет форму винта и вращается внутри статора по эксцентричной траектории. Благодаря различию геометрии этих деталей между ними постоянно образуются герметичные рабочие камеры, которые постепенно перемещаются вдоль корпуса.

Такая конструкция обеспечивает сразу несколько важных преимуществ:

• стабильную объемную подачу;
• минимальные пульсации;
• хорошую самовсасывающую способность;
• возможность перекачивания высоковязких продуктов;
• бережное перемещение жидкостей без интенсивного перемешивания.

Одновинтовые насосы широко применяются при работе с:

• шламами;
• осадками очистных сооружений;
• сточными водами;
• клеями;
• красками;
• пастами;
• сиропами;
• молочными продуктами;
• густыми пищевыми смесями;
• полимерными композициями;
• буровыми растворами.

При этом необходимо учитывать, что ресурс рабочей пары напрямую зависит от правильного выбора материала статора, температуры среды и отсутствия продолжительного сухого хода.

Двухвинтовые насосы

В отличие от одновинтовой конструкции двухвинтовой насос имеет два параллельно расположенных винта, вращающихся навстречу друг другу.

В большинстве современных моделей винты не соприкасаются между собой. Их синхронное вращение обеспечивается специальной зубчатой передачей, благодаря чему значительно снижается износ рабочих элементов и появляется возможность перекачивать широкий диапазон жидкостей — от маловязких до достаточно густых.

Основные преимущества двухвинтовых насосов:

• высокая производительность;
• стабильная подача;
• возможность работы с жидкостями различной вязкости;
• низкий уровень пульсаций;
• возможность реверсивной работы у некоторых моделей;
• пригодность для перекачивания как чистых, так и умеренно загрязненных сред.

Наиболее часто двухвинтовые насосы применяются для транспортировки:

• сырой нефти;
• нефтепродуктов;
• дизельного топлива;
• мазута;
• индустриальных масел;
• смазочных материалов;
• химических реагентов;
• пищевых масел.

В отличие от героторных насосов двухвинтовые модели обычно хуже подходят для густых пастообразных продуктов с крупными твердыми включениями, однако превосходят их по производительности и эффективности при транспортировке жидких нефтепродуктов и технологических сред.

Трехвинтовые насосы

Трехвинтовые насосы представляют собой отдельную разновидность объемного насосного оборудования, предназначенную главным образом для перекачивания чистых смазывающих жидкостей, масел и нефтепродуктов под высоким давлением.

Конструкция такого насоса включает три винта:

• один ведущий;
• два ведомых.

Ведущий винт соединен с приводом и передает вращение двум ведомым винтам через слой перекачиваемой жидкости или посредством зубчатой передачи (в зависимости от конструкции насоса). Между винтами и внутренней поверхностью корпуса образуются герметичные камеры, которые при вращении плавно перемещают жидкость вдоль оси насоса.

В отличие от одновинтовых моделей трехвинтовые насосы рассчитаны преимущественно на работу с однородными жидкостями без крупных механических примесей. Основная область их применения — системы смазки, подачи топлива, циркуляции масел и технологические процессы, где требуется стабильное давление и высокая надежность оборудования.

Основными преимуществами трехвинтовых насосов являются:

• высокая равномерность подачи;
• практически полное отсутствие пульсаций;
• низкий уровень шума;
• стабильная работа при высоком давлении;
• длительный срок службы при соблюдении условий эксплуатации;
• высокий коэффициент полезного действия.

Чаще всего трехвинтовые насосы используют для перекачивания:

• индустриальных масел;
• гидравлических масел;
• дизельного топлива;
• мазута;
• судового топлива;
• смазочных материалов;
• других жидкостей с хорошими смазывающими свойствами.

Подобные насосы широко применяются в энергетике, машиностроении, металлургии, нефтепереработке, судостроении и других промышленных отраслях.

Бочковые и вертикальные винтовые насосы

Помимо классических горизонтальных агрегатов выпускаются специальные исполнения винтовых насосов, предназначенные для работы непосредственно с емкостями различной глубины.

Одним из наиболее распространенных решений являются бочковые насосы. Их рабочая часть погружается внутрь бочки, еврокуба или технологической емкости, а привод располагается сверху.

Такая конструкция позволяет безопасно перекачивать:

• масла;
• химические реагенты;
• клеевые составы;
• сиропы;
• моющие средства;
• пищевые продукты;
• лакокрасочные материалы.

Главным преимуществом бочковых насосов является возможность практически полностью опорожнить емкость без дополнительного оборудования.

Вертикальные винтовые насосы применяются в случаях, когда рабочая среда находится в глубоких резервуарах, технологических колодцах или накопительных емкостях. Вертикальное расположение облегчает монтаж оборудования при ограниченном пространстве и позволяет сократить длину всасывающей линии.

Горизонтальное и вертикальное исполнение

При выборе винтового насоса большое значение имеет не только его конструкция, но и способ установки.

Наиболее распространенным вариантом остается горизонтальное исполнение. Такие насосы удобны для обслуживания, обеспечивают свободный доступ ко всем узлам и легко интегрируются в существующие трубопроводные системы.

Вертикальные модели выбирают тогда, когда необходимо:

• установить насос непосредственно над резервуаром;
• сократить длину всасывающего трубопровода;
• уменьшить занимаемую площадь;
• обеспечить работу с глубокими емкостями.

Само по себе расположение насоса практически не влияет на принцип его работы. Выбор исполнения определяется особенностями конкретной технологической линии и требованиями предприятия.

Сравнение одновинтовых, двухвинтовых и трехвинтовых насосов

Несмотря на схожий принцип объемного вытеснения жидкости, разные конструкции винтовых насосов рассчитаны на различные условия эксплуатации. Они отличаются устройством рабочей части, типом перекачиваемых сред, создаваемым давлением и характером применения.

Нельзя сказать, что какой-либо тип винтового насоса является универсально лучшим. Каждая конструкция разрабатывалась под определенные условия эксплуатации.

Например:

• для густых пищевых продуктов оптимальным решением чаще становятся одновинтовые насосы;
• для транспортировки нефтепродуктов и технологических жидкостей нередко применяются двухвинтовые модели;
• для циркуляции масел и работы в системах смазки наиболее распространены трехвинтовые насосы.

Поэтому при выборе оборудования следует учитывать не только производительность и давление, но и физико-химические свойства рабочей среды.

Основные технические характеристики винтовых насосов

При выборе винтового насоса недостаточно ориентироваться только на его производительность или диаметр присоединительных патрубков. Даже внешне похожие модели могут существенно отличаться по рабочему давлению, допустимой вязкости среды, температурному диапазону и условиям эксплуатации.

Именно поэтому подбор оборудования всегда начинают с анализа характеристик рабочей среды и параметров технологического процесса.

Рассмотрим основные показатели, которые необходимо учитывать при выборе винтового насоса.

Производительность

Производительность показывает, какой объем жидкости насос способен перекачать за определенный промежуток времени.

Обычно этот параметр указывается в:

• м³/ч;
• л/мин;
• л/ч.

Многие ошибочно считают, что производительность зависит только от мощности двигателя. На практике она определяется сразу несколькими факторами:

• геометрией винтовой пары;
• объемом рабочих камер;
• частотой вращения ротора;
• внутренними утечками;
• вязкостью рабочей среды;
• степенью износа рабочей пары.

У нового насоса фактическая производительность обычно максимально близка к паспортной. По мере эксплуатации между ротором и статором увеличиваются внутренние зазоры, что приводит к росту внутренних перетоков и постепенному снижению подачи.

Следует учитывать и влияние вязкости жидкости. При умеренном увеличении вязкости объемные потери могут даже уменьшаться, однако при слишком густых продуктах ухудшается заполнение рабочих камер, возрастает нагрузка на привод и снижается эффективность работы всей установки.

Поэтому выбирать насос исключительно «с запасом по производительности» не рекомендуется. Слишком большая подача может привести к нарушению технологического процесса, повышенному энергопотреблению и ускоренному износу оборудования.

Рабочее давление

Рабочее давление показывает, какое сопротивление трубопроводной системы способен преодолеть насос, обеспечивая требуемую подачу жидкости.

Важно понимать, что винтовой насос не «создает» заранее заданное давление. Он перемещает определенный объем жидкости, а давление формируется вследствие сопротивления системы:

• длины трубопроводов;
• перепада высот;
• арматуры;
• фильтров;
• теплообменников;
• дозирующего оборудования;
• других элементов технологической линии.

Если сопротивление возрастает, увеличивается и давление в системе.

Максимальное рабочее давление определяется конструкцией конкретного насоса и указывается производителем.

При подборе оборудования необходимо учитывать не только нормальный режим работы, но и возможные кратковременные перегрузки. Именно поэтому в промышленных установках объемные насосы практически всегда комплектуются предохранительными клапанами или перепускными линиями.

Вязкость рабочей среды

Для винтового насоса вязкость является одним из наиболее важных параметров.

Именно благодаря объемному принципу работы такое оборудование способно эффективно транспортировать жидкости, вязкость которых значительно превышает возможности большинства центробежных насосов.

Однако увеличение вязкости влияет сразу на несколько характеристик:

• возрастает нагрузка на электродвигатель;
• увеличивается необходимый крутящий момент;
• ухудшается заполнение рабочих камер;
• возрастает сопротивление всасывающего трубопровода;
• изменяется рекомендуемая частота вращения.

Чем гуще продукт, тем медленнее обычно должен работать насос.

Поэтому при подборе оборудования производители всегда учитывают не только максимальную вязкость среды, но и ее изменение в зависимости от температуры.

Например, одно и то же масло зимой и летом может иметь совершенно разные характеристики, что необходимо учитывать при выборе рабочей пары и мощности привода.

Температура жидкости

Температура рабочей среды влияет не только на вязкость продукта, но и на ресурс большинства деталей насоса.

При повышении температуры:

• изменяется вязкость жидкости;
• увеличивается тепловое расширение деталей;
• изменяются свойства эластомеров;
• возрастает нагрузка на уплотнения.

Особенно чувствительным элементом одновинтовых насосов является статор.

Если его материал выбран неправильно, работа при повышенной температуре может привести к:

• ускоренному старению эластомера;
• потере упругости;
• увеличению внутренних утечек;
• снижению производительности;
• преждевременному выходу рабочей пары из строя.

При транспортировке горячих масел, битума или других нагретых продуктов нередко применяются специальные материалы статора и корпуса, рассчитанные на соответствующий температурный диапазон.

Твердые включения

Наличие твердых частиц далеко не всегда означает, что винтовой насос сможет безопасно работать с данной средой.

Необходимо учитывать одновременно несколько характеристик:

• максимальный размер частиц;
• концентрацию включений;
• форму частиц;
• их твердость;
• абразивность;
• наличие длинных волокон.

Например, мягкие органические включения и твердый кварцевый песок оказывают совершенно разное воздействие на рабочую пару.

При высокой абразивности значительно ускоряется износ:

• ротора;
• статора;
• шарнирных соединений;
• уплотнений.

Поэтому при работе со шламами, осадками или суспензиями производители рекомендуют выбирать специальные исполнения насосов с повышенной износостойкостью рабочих элементов.

Частота вращения

Частота вращения ротора оказывает непосредственное влияние практически на все эксплуатационные характеристики винтового насоса.

При увеличении оборотов:

• возрастает производительность;
• увеличивается нагрузка на привод;
• повышается скорость износа рабочей пары;
• ухудшаются условия всасывания;
• возрастает вероятность перегрева статора.

Поэтому далеко не всегда максимальные обороты являются оптимальным режимом работы.

Для густых продуктов производители, наоборот, часто рекомендуют снижать скорость вращения. Это позволяет уменьшить механическое воздействие на рабочую среду, увеличить срок службы рабочей пары и обеспечить более стабильную работу оборудования.

Именно поэтому современные насосные установки все чаще комплектуются частотными преобразователями, позволяющими плавно регулировать производительность без замены оборудования.

Где применяются винтовые насосы

Благодаря способности работать с жидкостями различной вязкости винтовые насосы получили широкое распространение практически во всех отраслях промышленности.

Конкретная область применения зависит от конструкции насоса, свойств рабочей среды и требований технологического процесса.

Нефтегазовая и нефтеперерабатывающая промышленность

Одним из крупнейших потребителей винтовых насосов является нефтегазовая отрасль.

Оборудование используется для транспортировки:

• сырой нефти;
• мазута;
• дизельного топлива;
• печного топлива;
• индустриальных масел;
• битумных материалов;
• нефтешламов.

В зависимости от условий эксплуатации применяются как двухвинтовые, так и трехвинтовые насосы, обеспечивающие стабильную подачу при высоком рабочем давлении.

Химическая промышленность

В химическом производстве винтовые насосы ценятся прежде всего за возможность работы с агрессивными и вязкими средами.

С их помощью перекачивают:

• кислоты;
• щелочи;
• растворители;
• полимерные композиции;
• клеевые составы;
• смолы;
• химические реагенты;
• технологические смеси.

При выборе оборудования особое внимание уделяют химической стойкости корпуса, статора и уплотнений.

Пищевая промышленность

Для пищевых производств особенно важна бережная транспортировка продукта без интенсивного перемешивания.

Винтовые насосы позволяют сохранить структуру продукта и широко используются при работе с:

• молоком;
• сливками;
• йогуртами;
• сиропами;
• медом;
• шоколадными массами;
• кетчупами;
• майонезом;
• фруктовыми наполнителями;
• тестовыми смесями.

Для таких производств применяются насосы в санитарном исполнении, изготовленные из нержавеющей стали с материалами, допущенными к контакту с пищевой продукцией.

Очистные сооружения и коммунальное хозяйство

В коммунальной сфере винтовые насосы используются при транспортировке сред, содержащих большое количество твердых или волокнистых включений.

Типичные области применения:

• активный ил;
• осадки сточных вод;
• обезвоженный шлам;
• известковое молоко;
• реагенты для очистки воды;
• флокулянты;
• коагулянты.

Именно объемный принцип работы позволяет обеспечивать стабильную подачу подобных продуктов без значительных колебаний расхода.

Сельское хозяйство

В агропромышленном комплексе винтовые насосы применяются для транспортировки:

• жидких органических удобрений;
• навозных стоков;
• кормовых смесей;
• мелассы;
• патоки;
• растительных масел;
• других продуктов переработки сельскохозяйственного сырья.

Высокая надежность и способность работать с вязкими средами делают такое оборудование востребованным на животноводческих комплексах, предприятиях пищевой переработки и комбикормовых производствах.

Строительная промышленность

В строительстве винтовые насосы используются не только как самостоятельное оборудование, но и в составе специализированных машин.

Они применяются для подачи:

• штукатурных растворов;
• шпаклевочных смесей;
• цементных растворов;
• герметиков;
• мастик;
• полимерных материалов;
• клеевых составов.

Благодаря равномерной подаче оборудование обеспечивает стабильную работу штукатурных станций, дозирующих установок и производственных линий.

Преимущества винтовых насосов

Винтовые насосы получили широкое распространение благодаря сочетанию стабильной подачи, способности работать со сложными рабочими средами и высокой надежности при правильной эксплуатации. Однако каждое преимущество обусловлено особенностями конструкции и объемным принципом действия.

Рассмотрим основные достоинства более подробно.

Эффективная работа с вязкими жидкостями

Главным преимуществом винтовых насосов считается возможность перекачивания жидкостей высокой вязкости.

Если для большинства центробежных насосов увеличение вязкости приводит к снижению производительности и росту энергопотребления, то винтовой насос продолжает перемещать жидкость за счет объемного вытеснения.

Поэтому подобное оборудование успешно применяется для транспортировки:

• масел;
• битума;
• мазута;
• смазок;
• клеев;
• сиропов;
• полимерных составов;
• густых пищевых продуктов.

При правильном подборе конструкции насос сохраняет стабильную подачу даже при значительном изменении вязкости продукта.

Плавная и равномерная подача

Во время работы одновременно перемещается сразу несколько герметичных рабочих камер.

Благодаря этому поток жидкости практически не прерывается, а давление изменяется значительно меньше, чем у насосов с циклическим принципом работы.

Равномерная подача особенно важна:

• при дозировании;
• при работе с чувствительными продуктами;
• в автоматизированных производственных линиях;
• при подаче реагентов;
• в пищевой промышленности;
• в химическом производстве.

Минимальные пульсации уменьшают нагрузку на трубопроводную арматуру и позволяют более точно поддерживать параметры технологического процесса.

Бережное перемещение продукта

Во многих технологических процессах важно не только доставить жидкость к месту назначения, но и сохранить ее свойства.

Винтовой насос не создает интенсивных турбулентных потоков и не подвергает продукт сильному механическому воздействию.

Это особенно важно при работе с:

• эмульсиями;
• кремами;
• йогуртами;
• фруктовыми наполнителями;
• полимерными композициями;
• косметическими средствами;
• некоторыми химическими реагентами.

Благодаря плавному перемещению снижается риск разрушения структуры продукта, вспенивания или расслоения.

Возможность работы со сложными средами

В зависимости от конструкции винтовые насосы могут использоваться для перекачивания жидкостей:

• высокой вязкости;
• с ограниченным содержанием твердых включений;
• с волокнистыми примесями;
• химически активных;
• содержащих абразивные частицы;
• чувствительных к механическому воздействию.

При этом важно понимать, что универсальных насосов не существует. Допустимые характеристики рабочей среды всегда определяются конструкцией конкретной модели и рекомендациями производителя.

Самовсасывающая способность

Многие винтовые насосы способны самостоятельно создавать разрежение во всасывающей линии.

Это позволяет:

• сократить время запуска;
• уменьшить количество вспомогательного оборудования;
• обеспечить стабильную работу при периодическом опорожнении трубопровода;
• использовать насосы для выгрузки резервуаров.

Однако высота всасывания зависит от конструкции оборудования, температуры продукта, вязкости жидкости и герметичности трубопровода.

Возможность регулирования производительности

Производительность большинства винтовых насосов практически линейно зависит от скорости вращения рабочей пары.

Это позволяет использовать частотные преобразователи для плавного изменения подачи без существенного ухудшения характеристик насоса.

Такой способ регулирования считается значительно более эффективным, чем постоянное дросселирование трубопровода.

Высокая точность дозирования

Благодаря объемному принципу действия винтовые насосы способны достаточно точно поддерживать заданную производительность.

Поэтому их широко используют в:

• дозирующих установках;
• линиях приготовления смесей;
• производстве химических реагентов;
• пищевой промышленности;
• фармацевтическом производстве.

При изменении частоты вращения объем подаваемой жидкости изменяется практически пропорционально скорости вращения ротора.

Низкий уровень шума и вибрации

Отсутствие резких изменений скорости потока положительно влияет и на работу самого оборудования.

По сравнению со многими другими типами насосов винтовые модели отличаются:

• более плавной работой;
• низким уровнем вибрации;
• меньшими гидравлическими ударами;
• сниженной шумностью.

Это особенно важно для предприятий с непрерывным производственным циклом.

Недостатки и ограничения винтовых насосов

Несмотря на большое количество преимуществ, винтовые насосы нельзя считать универсальным решением для любых условий эксплуатации.

При неправильном подборе оборудования или нарушении режима работы срок службы рабочей пары может значительно сократиться.

Недопустимость длительной работы всухую

Для большинства одновинтовых насосов сухой ход является наиболее опасным режимом эксплуатации.

Во время работы жидкость одновременно выполняет несколько функций:

• транспортирует продукт;
• охлаждает рабочую пару;
• снижает трение между ротором и статором.

При отсутствии жидкости температура эластомерного статора быстро повышается.

Даже непродолжительная работа без продукта может привести к:

• перегреву;
• деформации статора;
• потере герметичности рабочих камер;
• снижению производительности;
• необходимости замены рабочей пары.

Поэтому на современных насосных установках часто устанавливают защиту от сухого хода.

Износ ротора и статора

Рабочая пара является наиболее нагруженным узлом одновинтового насоса.

Скорость ее износа зависит от:

• абразивности среды;
• температуры;
• вязкости;
• скорости вращения;
• качества материалов;
• правильности монтажа.

При увеличении внутренних зазоров между ротором и статором возрастает объем внутренних перетоков, вследствие чего постепенно уменьшается производительность насоса.

Именно поэтому рабочая пара относится к расходным элементам оборудования и требует периодического контроля.

Ограничения по температуре

Для многих пользователей неожиданностью становится тот факт, что максимально допустимая температура определяется не столько корпусом насоса, сколько материалом статора и уплотнений.

При превышении допустимого диапазона возможно:

• размягчение эластомера;
• потеря геометрии статора;
• ускоренное старение материала;
• снижение ресурса оборудования.

Поэтому при работе с горячими жидкостями обязательно учитывают рекомендации производителя по допустимым температурам.

Повышенные требования к подбору материалов

Один и тот же насос не всегда подходит для различных жидкостей.

При выборе оборудования необходимо учитывать совместимость рабочей среды с:

• материалом статора;
• материалом уплотнений;
• материалом корпуса;
• покрытием ротора.

Неправильный выбор может привести к набуханию эластомеров, коррозии металлических деталей или ускоренному износу рабочей пары.

Чувствительность к абразивным частицам

Хотя винтовые насосы способны работать с загрязненными жидкостями, это не означает устойчивость к любым твердым включениям.

Особенно интенсивный износ вызывают:

• кварцевый песок;
• металлическая стружка;
• окалина;
• твердые минеральные частицы.

При высокой концентрации абразива срок службы ротора и статора может значительно сократиться.

Более сложное обслуживание

По сравнению с обычными центробежными насосами винтовые конструкции требуют более внимательного отношения к техническому обслуживанию.

Необходимо регулярно контролировать:

• состояние рабочей пары;
• уплотнения;
• шарнирные соединения;
• подшипники;
• соосность привода.

Однако при соблюдении регламента обслуживания оборудование способно работать многие годы без серьезных ремонтов.

Винтовой или центробежный насос: в чем разница

Вопрос выбора между винтовым и центробежным насосом возникает достаточно часто. Несмотря на схожее назначение, эти типы оборудования работают по разным принципам и рассчитаны на разные условия эксплуатации.

Главное отличие заключается в способе перемещения жидкости.

Центробежный насос сообщает жидкости кинетическую энергию с помощью вращающегося рабочего колеса. Далее эта энергия преобразуется в давление внутри корпуса насоса.

Винтовой насос работает иначе. Он не разгоняет поток, а постепенно перемещает фиксированные объемы жидкости внутри герметичных рабочих камер, образованных винтовой парой. Такой объемный принцип действия обеспечивает стабильную подачу даже при работе с вязкими и сложными средами.

Однако утверждать, что винтовые насосы всегда лучше центробежных, было бы неправильно.

Если требуется перекачивать большие объемы чистой воды при относительно небольшом сопротивлении трубопровода, центробежный насос зачастую окажется более простым, экономичным и рациональным решением.

В свою очередь, винтовые насосы становятся предпочтительным выбором, когда необходимо обеспечить стабильную подачу вязких, неоднородных или чувствительных к механическому воздействию жидкостей, а также точно дозировать продукт в технологическом процессе.

Поэтому выбор между двумя типами оборудования всегда должен основываться на свойствах рабочей среды и параметрах конкретной системы, а не только на стоимости или производительности насоса.

Как выбрать винтовой насос

Выбор винтового насоса начинается не с поиска модели определенной мощности или производительности, а с анализа условий эксплуатации. Даже насосы с одинаковой подачей могут существенно отличаться по конструкции, материалам рабочей пары и области применения.

При подборе оборудования важно учитывать не только параметры самого насоса, но и свойства рабочей среды, особенности технологического процесса и условия эксплуатации.

Ниже рассмотрим основные критерии, на которые следует обратить внимание.

Определите характеристики рабочей среды

Первый и наиболее важный этап подбора — анализ жидкости, которую предстоит перекачивать.

Именно свойства рабочей среды определяют конструкцию насоса, материалы рабочей пары, тип уплотнений и рекомендуемую частоту вращения.

Перед подбором оборудования желательно знать:

• название продукта;
• химический состав;
• вязкость;
• плотность;
• температуру;
• наличие твердых включений;
• размер частиц;
• концентрацию механических примесей;
• наличие волокнистых включений;
• склонность продукта к вспениванию или расслоению.

Если речь идет о химически активной жидкости, дополнительно необходимо учитывать ее совместимость с материалами корпуса, статора и уплотнений.

На практике именно неправильная оценка характеристик рабочей среды чаще всего становится причиной преждевременного износа оборудования.

Рассчитайте необходимую производительность

Следующий шаг — определить, какой объем жидкости необходимо перекачивать.

Важно учитывать не только средний расход, но и режим эксплуатации оборудования.

Следует определить:

• требуемую подачу;
• максимальный расход;
• минимальный расход;
• продолжительность непрерывной работы;
• необходимость регулирования производительности.

Не рекомендуется выбирать насос исключительно с большим запасом по подаче.

Если производительность значительно превышает потребности системы, насос будет работать в неоптимальном режиме, что может привести к увеличению энергопотребления, повышенному износу и ухудшению точности дозирования.

Определите необходимое давление

После расчета производительности необходимо определить гидравлическое сопротивление всей системы.

При этом учитываются:

• длина трубопроводов;
• перепад высот;
• количество запорной арматуры;
• фильтры;
• теплообменники;
• форсунки;
• дозирующее оборудование;
• давление в конечной точке системы.

Чем выше сопротивление трубопровода, тем большее рабочее давление должен обеспечивать насос.

При подборе рекомендуется предусматривать небольшой запас по давлению, однако чрезмерное превышение этого параметра также нежелательно.

Учитывайте вязкость при рабочей температуре

Одна из наиболее распространенных ошибок — ориентироваться только на паспортную вязкость продукта.

На практике вязкость большинства жидкостей значительно меняется при изменении температуры.

Например:

• индустриальные масла зимой становятся значительно гуще;
• мазут часто требует предварительного подогрева;
• сиропы и патока меняют текучесть в зависимости от температуры хранения;
• многие полимерные составы имеют различную вязкость уже при изменении температуры на несколько градусов.

Поэтому производителю оборудования обычно сообщают именно вязкость продукта при фактической рабочей температуре.

Подберите материалы рабочей части

Даже идеально рассчитанная производительность не обеспечит длительную работу оборудования, если неправильно подобрать материалы насоса.

Особое внимание уделяют:

• материалу корпуса;
• материалу ротора;
• материалу статора;
• материалу торцевого уплотнения;
• эластомерным элементам.

Например, различные марки эластомеров отличаются стойкостью к:

• нефтепродуктам;
• кислотам;
• щелочам;
• пищевым продуктам;
• растворителям;
• высоким температурам.

Именно поэтому профессиональный подбор всегда выполняется по химической совместимости материалов.

Выберите подходящий тип винтового насоса

После определения параметров рабочей среды можно переходить к выбору конструкции оборудования.

В большинстве случаев рекомендации выглядят следующим образом.

Одновинтовые насосы подходят для:

• вязких продуктов;
• суспензий;
• шламов;
• сточных вод;
• пищевых масс;
• паст;
• клеевых составов.

Двухвинтовые насосы чаще применяют для:

• нефти;
• нефтепродуктов;
• масел;
• топлива;
• химических жидкостей;
• пищевых масел.

Трехвинтовые насосы обычно используют для:

• систем смазки;
• гидравлических масел;
• циркуляции масел;
• топливных систем;
• энергетического оборудования.

Такое разделение является общим. Окончательный выбор зависит от конкретных условий эксплуатации и технических характеристик оборудования.

Продумайте способ регулирования производительности

Во многих технологических процессах расход жидкости изменяется в течение рабочего цикла.

В этом случае желательно заранее определить, потребуется ли регулирование подачи.

Наиболее эффективным способом считается использование частотного преобразователя.

Он позволяет:

• плавно изменять производительность;
• снизить энергопотребление;
• уменьшить механические нагрузки;
• продлить срок службы рабочей пары;
• обеспечить более точное дозирование.

Не забудьте о защите оборудования

При проектировании насосной установки желательно сразу предусмотреть элементы защиты.

Наиболее распространенные решения:

• защита от сухого хода;
• предохранительный клапан;
• перепускной клапан;
• датчики давления;
• датчики температуры;
• контроль уровня жидкости;
• защита электродвигателя от перегрузки;
• система плавного пуска.

Подобные устройства значительно повышают надежность эксплуатации и позволяют избежать дорогостоящего ремонта.

Когда стоит обратиться к специалистам

Если речь идет о бытовой системе водоснабжения, подобрать насос нередко можно самостоятельно. Однако для промышленных объектов этого обычно недостаточно.

Профессиональный подбор рекомендуется в случаях, когда необходимо перекачивать:

• вязкие жидкости;
• химически активные среды;
• продукты с твердыми включениями;
• жидкости при высокой температуре;
• дорогостоящие пищевые продукты;
• среды с нестабильной вязкостью.

При обращении к поставщику желательно заранее подготовить следующую информацию:

• наименование рабочей среды;
• требуемую производительность;
• рабочее давление;
• температуру продукта;
• вязкость;
• плотность;
• наличие и характеристики твердых включений;
• особенности технологического процесса;
• режим работы оборудования.

Чем полнее исходные данные, тем точнее будет подбор насоса и тем выше вероятность его длительной и надежной эксплуатации.

Заключение

Винтовые насосы — это надежное объемное оборудование, предназначенное для перекачивания жидкостей, с которыми не всегда эффективно справляются насосы других типов. Благодаря особенностям конструкции они обеспечивают плавную и стабильную подачу, способны работать с вязкими, неоднородными и чувствительными к механическому воздействию средами, а широкий выбор конструктивных исполнений позволяет подобрать решение практически для любой отрасли промышленности.

При выборе винтового насоса важно учитывать не только требуемую производительность и рабочее давление, но и свойства перекачиваемой жидкости: вязкость, температуру, химический состав, наличие твердых включений и особенности технологического процесса. Грамотно подобранное оборудование обеспечивает надежную работу системы, длительный срок службы и минимальные эксплуатационные затраты.

Если вам требуется подобрать винтовой насос для конкретной задачи, специалисты компании «Агроводком» помогут определить оптимальный тип оборудования, рассчитать необходимые параметры и предложить модель, соответствующую условиям эксплуатации.

Подберите винтовой насос под ваши задачи

‹ ›

Винтовой пищевой насос Бурун СХ0,9/4-0,25/8 Подробнее

Винтовой пищевой насос Бурун СХ3,6/4-0,75/2 Подробнее

Самовсасывающий дренажный насос Бурун Н1В 2,5/4-Ч-0,75/4 Подробнее

Самовсасывающий дренажный насос Бурун Н1В 2,5/4-ЧМ-0,37/6 Подробнее

Винтовой пищевой насос Бурун СХ1,2/4-М 0,37/6 Подробнее

Винтовой пищевой насос Бурун СХ1,8/4-Ч0,55/4 АИР71А4 Подробнее

Дренажный винтовой насос Бурун ПФ1,8/4-0,55/4 Подробнее

Одновинтовой общепромышленный насос Н1В 6/10К-Рп Подробнее

Одновинтовой общепромышленный насос Н1В 20/10 Подробнее

Одновинтовой общепромышленный насос Н1В350/5-70/5,К,Е Подробнее

Эксперт статьи

Нугманов Рамиль Вильевич

Специалист по подбору насосного оборудования

Делится практическими советами по выбору, расчёту и эксплуатации насосов, помогает разобраться в характеристиках оборудования и избежать ошибок при покупке. Специализируется на решениях для водоснабжения, отопления, водоотведения, а также для сельскохозяйственных и промышленных объектов.

Задать вопрос

Читайте также

‹ ›

02.07.2026

Как выбрать скважинный насос для водоснабжения?

01.07.2026

Как выбрать циркуляционный насос для отопления и ГВС

01.07.2026

Насосы ЭЦВ: устройство, характеристики, подбор и эксплуатация