Насосы ОНЦ: Обзор, Выбор и Обслуживание | Полный Гид

Центробежные пищевые насосы ОНЦ

Центробежные насосы ОНЦ — это профессиональное оборудование, используемое в пищевой промышленности для бережной перекачки жидких продуктов при низком и среднем напоре. В статье подробно описаны конструктивные особенности насосов, принцип их работы, области применения, а также рекомендации по эксплуатации и обслуживанию.

Содержание:
Что такое насосы ОНЦ?
Принцип работы насосов ОНЦ
Типы насосов ОНЦ
Кавитация в насосах ОНЦ
Конструкция насосов ОНЦ
Области применения насосов ОНЦ
Температурные и рабочие условия
Совместимость с CIP-мойкой
Производительность и напор
Расшифровка обозначений насоса ОНЦ
Дополнительные системы защиты и контроля
Связь производительности и давления
Преимущества и ограничения
Монтаж и эксплуатация
Обслуживание и ремонт
Часто задаваемые вопросы
Рекомендации по выбору и покупке

Что такое насосы ОНЦ?

Насос ОНЦ — это центробежный насос санитарного исполнения с открытым или закрытым рабочим колесом, предназначенный для бережной перекачки жидкостей на пищевых, фармацевтических, химических и косметических производствах. Он широко используется для перекачки молока, сливок, питьевой воды, минеральной воды, соков, пива, вина, кваса, сиропов, растительных масел, моющих растворов и дезинфицирующих жидкостей с содержанием 2–3% кислот или щелочей. Насосы этого типа также подходят для работы со спиртосодержащими жидкостями, включая спирт и коньяк, особенно в исполнении со взрывозащитой и двойным торцевым уплотнением. Конструкция насоса полностью выполнена из нержавеющих сталей, разрешённых для контакта с пищевыми средами. В зависимости от характеристик продукта и условий эксплуатации применяются уплотнительные элементы из силикона, EPDM, Viton или PTFE. Благодаря своей универсальности, надёжности и простоте обслуживания, насос ОНЦ используется в большинстве технологических процессов, связанных с транспортировкой жидкостей различной плотности и температуры.

Принцип работы насосов ОНЦ

Принцип действия центробежных насосов типа ОНЦ основан на преобразовании механической энергии вращения рабочего колеса в кинетическую и давление потока жидкости.

Перед запуском насосов ОНЦ (в несамовсасывающем исполнении) необходимо заполнить корпус и всасывающий патрубок жидкостью. Это критически важно: при наличии воздуха насос не сможет создать разрежение и начнет работать вхолостую.

После запуска электродвигатель вращает рабочее колесо. Лопасти колеса захватывают жидкость и, под действием центробежной силы, отбрасывают её от центра к периферии. В результате внутри корпуса создаётся давление, благодаря которому жидкость поступает в напорный (нагнетательный) трубопровод.

Одновременно с этим во всасывающем патрубке образуется зона пониженного давления (разрежения). Под действием атмосферного давления на поверхность жидкости в исходной ёмкости, она начинает поступать в насос, заполняя освободившееся пространство. Так устанавливается непрерывный цикл перекачки.

Этот процесс повторяется непрерывно, обеспечивая стабильный поток продукта — будь то молоко, сок, масло или другая жидкость. Центробежный принцип работы обеспечивает плавную подачу, отсутствие пульсаций и бережную транспортировку чувствительных пищевых сред.

Типы насосов ОНЦ

Центробежные пищевые насосы ОНЦ делятся на два типа в зависимости от способности к самовсасыванию:

ОНЦ — стандартные (несамовсасывающие)

ОНЦ — это стандартные центробежные насосы, которые не могут самостоятельно затягивать жидкость из ёмкости, если в системе присутствует воздух. Перед запуском такие насосы необходимо полностью заполнить жидкостью (как корпус, так и входной патрубок).

Это связано с тем, что в обычных центробежных насосах рабочее колесо не может создать разрежение в присутствии воздуха — вместо этого происходит «прокручивание» вхолостую. Это может привести к перегреву торцевого уплотнения и поломке насоса.

ОНЦ подходят для тех случаев, когда насос установлен ниже уровня жидкости или когда предусмотрена система предварительной заливки. Они обеспечивают стабильную работу при постоянном заполнении всасывающей линии.

Насос ОНЦ:

ОНЦс — самовсасывающие насосы

ОНЦс — это самовсасывающие насосы, конструктивно доработанные для работы в условиях, когда жидкость находится ниже уровня насоса или в системе есть воздух.

Самовсасывание достигается за счёт:

• специальной формы корпуса с внутренней рециркуляцией жидкости;
• переработанного рабочего колеса, способного удалять воздух и создавать разрежение;
• захвата и перемешивания воздуха с жидкостью внутри корпуса до полного удаления воздушной пробки.

После запуска насос ОНЦс за счёт циркуляции части жидкости внутри корпуса создаёт зону низкого давления на входе, затягивает жидкость из ёмкости и автоматически удаляет воздух. После выхода воздуха из системы насос переходит в нормальный режим перекачки.

Преимущества насосов ОНЦс:

• не требуют предварительного заполнения системы жидкостью;
• могут работать с воздухом в трубопроводе без риска кавитации;
• подходят для резервуаров, расположенных на уровне пола или ниже;
• идеальны для мобильных установок и нестабильных технологических линий.

Выбор между ОНЦ и ОНЦс зависит от условий монтажа. Если насос находится ниже уровня жидкости — можно использовать обычный ОНЦ. Если выше, или система периодически «захватывает» воздух — лучше использовать ОНЦс.

Кавитация в насосах ОНЦ

Кавитация в насосах ОНЦ — это опасное явление, возникающее при работе насоса в условиях пониженного давления на входе. Оно особенно критично для центробежных насосов, таких как ОНЦ, поскольку напрямую влияет на их ресурс, производительность и гигиеническую безопасность.

При кавитации жидкость (например, молоко, сливки, сок или масло) закипает внутри всасывающего патрубка или корпуса насоса, образуя паровые пузырьки. Когда эти пузырьки попадают в зону повышенного давления (в районе рабочего колеса), они резко схлопываются, создавая микровзрывы. Это вызывает ударные нагрузки, шум, вибрации и разрушения элементов насоса.

К чему приводит кавитация в насосе ОНЦ:

• повреждение лопастей рабочего колеса и снижение его геометрической точности;
• износ корпуса и торцевого уплотнения;
• падение давления на выходе и снижение производительности;
• увеличение температуры, вибрации и шума;
• угроза попадания микрочастиц металла в продукт, что особенно критично в пищевой отрасли;
• полный выход из строя оборудования при длительной кавитации.

Основные причины кавитации в ОНЦ:

• насос установлен выше уровня продукта;
• слишком длинный или узкий всасывающий трубопровод;
• засоры, воздушные пробки или недостаточная заливка;
• высокая температура жидкости на входе (особенно для молока и масел);
• перепады давления в подающей магистрали.

Как избежать кавитации в ОНЦ:

• устанавливайте насос ниже уровня жидкости во входной ёмкости;
• сократите длину и количество поворотов на всасывающем трубопроводе;
• обеспечьте заполнение насоса перед запуском (для моделей ОНЦ);
• контролируйте температуру продукта — она не должна приближаться к точке кипения;
• регулярно обслуживайте фильтры и проверяйте на наличие воздуха в системе.

Важно понимать, что кавитация — это не «сухой ход». Кавитация происходит при наличии жидкости, но в условиях её закипания из-за пониженного давления на входе. Своевременное устранение факторов кавитации продлевает срок службы насоса ОНЦ и сохраняет качество перекачиваемой пищевой продукции.

Конструкция насосов ОНЦ

• Корпус из пищевой нержавеющей стали (AISI 304, 316, 321).
• Рабочее колесо (закрытого или полузакрытого типа).
• Вал с подшипниками.
• Торцевые уплотнения (одинарные или двойные).
• Электродвигатель (асинхронный трёхфазный).

Области применения насосов ОНЦ и ОНЦс

Центробежные насосы ОНЦ широко применяются в пищевой промышленности благодаря санитарному исполнению, высокой надёжности и возможности работы с разными типами жидкостей. Все детали, контактирующие с продуктом, выполнены из нержавеющей стали (AISI 304 или 316), разрешённой для применения в пищевой отрасли, и полностью соответствуют требованиям Минздрава РФ.

• Молочная промышленность: молоко, сливки, сыворотка, кефир, обрат, молочнокислые закваски.
• Виноделие: виноградное сусло, вино, купаж.
• Ликёроводочное производство: водка, спирт, коньяк, лютерная вода, барда, спиртованные соки, эпюраты, колер.
• Консервная промышленность: соусы, маринады, тузлук, солевые и уксусные заливки.
• Растительные масла и жиры: подсолнечное, оливковое, пальмовое, кукурузное, льняное и другие масла.
• Безалкогольные напитки: фруктовые и овощные соки, нектары, морсы, сиропы, минеральная и питьевая вода, квас.
• Санитарные среды: моющие и дезинфицирующие растворы (щелочи и кислоты концентрацией до 2–3%). См. совместимость с CIP-мойкой.

Благодаря простоте конструкции, возможности полной промывки без демонтажа и адаптации под разные жидкости, насосы ОНЦ применяются практически на всех этапах пищевого производства.

Температурные и рабочие условия насосов ОНЦ

Центробежные насосы типа ОНЦ предназначены для работы с различными пищевыми жидкостями и растворами в широком диапазоне условий. Однако при подборе оборудования необходимо учитывать ограничения по температуре, плотности и вязкости перекачиваемого продукта.

Температурный диапазон жидкости: от -20 °C до +130 °C. Эти значения являются максимально допустимыми при стандартной конструкции насоса и торцовых уплотнений. Рабочий диапазон подбирается с учётом материалов исполнения уплотнительных элементов (EPDM, Viton и др.) и наличия системы охлаждения/обогрева. Температуры выше +130 °C требуют индивидуального согласования и специальных решений.

Допустимая плотность жидкости: до 1,6 г/см³. При повышенной плотности увеличивается нагрузка на привод и вал, поэтому при подборе насоса необходимо учитывать соответствие мощности электродвигателя.

Максимальная вязкость продукта: до 500 сСт (около 50–70 мПа·с). Насосы ОНЦ рассчитаны на работу с жидкостями низкой и средней вязкости. При работе с продуктами, приближающимися к этому пределу, желательно снижать частоту вращения (через преобразователь или редуктор) и проверять расчётную подачу по характеристике насоса.

При нестандартных условиях эксплуатации (повышенная температура, плотность, вязкость, агрессивные среды) необходимо указывать это при заказе оборудования — возможна комплектация специальными уплотнениями, кожухами и системами охлаждения.

Совместимость насосов ОНЦ с CIP-мойкой

Насосы ОНЦ могут использоваться в составе систем CIP-мойки (clean-in-place) без разборки, при условии соблюдения температурных и химических ограничений. Благодаря санитарному исполнению и использованию пищевых материалов (нержавеющих сталей AISI 304 и AISI 316), насосы подходят для промывки щелочными и кислотными растворами низкой концентрации.

Условия для безопасного применения в CIP:

• Температура моющего раствора — до +130 °C (в соответствии с максимально допустимой температурой перекачиваемой жидкости для стандартного исполнения насоса ОНЦ).
• Допустимая концентрация моющих растворов — до 2–3% (щелочные или кислотные составы).
• Материал корпуса и проточной части — AISI 304 или AISI 316. Сталь AISI 316 обладает повышенной коррозионной стойкостью и лучше подходит для частых моек щелочными и кислотными растворами.
• Совместимость уплотнительных материалов (EPDM, Viton, PTFE) с используемыми растворами.
• Перед запуском насос должен быть заполнен жидкостью — работа «всухую» недопустима.
• Для горячих растворов или продолжительной мойки рекомендуется использовать двойные торцевые уплотнения и систему охлаждения.

Ограничения:

• Не допускается использование агрессивных кислот высокой концентрации (например, концентрированной азотной, соляной или серной).
• Растворы с pH ниже 3 или выше 12 требуют подбора специальных уплотнителей и уточнения совместимости материалов.

Таким образом, насосы ОНЦ из AISI 304 подходят для стандартных условий CIP-мойки, а исполнение из AISI 316 — для более частых циклов и повышенных требований к коррозионной стойкости. При соблюдении режимов мойки и подборе совместимых материалов насосы ОНЦ обеспечивают надёжную и безопасную работу в автоматизированных системах санитарной очистки.

Производительность, напор и длина трассы

При выборе центробежного насоса ОНЦ важно учитывать не только тип перекачиваемой жидкости, но и параметры системы: необходимую производительность, длину и конфигурацию трубопровода, высоту подъёма и общее сопротивление трассы. Всё это напрямую влияет на подбор модели по напору и мощности двигателя.

Что означает вторая цифра в маркировке насоса?

Пример: ОНЦ-25/30-К5-5,5/2-ЗРК

• 25 — номинальная производительность, м³/ч (25 000 л/ч);
• 30 — напор (давление), м водяного столба, создаваемый насосом;

Эти параметры указывают, сколько жидкости насос может прокачивать в час и с каким сопротивлением он способен справиться. Чем длиннее и сложнее трасса (повороты, подъем, сужения, фильтры и пр.) — тем выше должен быть необходимый напор.

Пример: если вы перекачиваете 25 м³/ч по горизонтальному трубопроводу длиной 40 метров с подъёмом на 3 метра и двумя углами 90°, фактическое сопротивление системы может составить 12–18 метров. В этом случае насос с напором 30 метров работает с запасом и обеспечивает стабильную подачу.

Как влияет длина трассы на выбор насоса?

• Чем длиннее трубопровод — тем выше потери давления.
• Чем больше поворотов, клапанов, фильтров — тем выше гидравлическое сопротивление.
• При подъёме жидкости на высоту к общему напору прибавляется каждые 10 м = +10 м напора.

Все эти значения суммируются, и итоговое значение должно быть меньше или равно напору, указанному во второй цифре насоса. Иначе насос не справится с прокачкой нужного объёма.

Расшифровка обозначений насоса ОНЦ

Пример полной маркировки: ОНЦ-25/30-К5А-5,5/2-Р-ЗРК

О — Пищевая промышленность

Н — Насос

Ц — Центробежный

С — Самовсасывающий (если есть)

25 — Производительность, м³/ч

30 — Напор, м вод. ст.

К — Материал контактирующих с продуктом деталей — 08Х18Н10 аналог AISI 304; Е — Материал 08Х17Н13М2 аналог AISI 316

5 — Одинарное торцевое уплотнение John Crane (T2100 или 58U)

55 — Двойное торцевое уплотнение с патрубками охлаждения

А — Уплотнение с автономным бачком охлаждения. Например, 55А — двойное торцевое уплотнение John Crane T2100 с автономным бачком охлаждения

5,5 — Мощность электродвигателя, кВт

2 — Скорость вращения — 2900 об/мин (4 = 1500, 6 = 1000, 8 = 750)

Р — Рубашка обогрева или охлаждения

Р-375-Р — Наличие мотора-редуктора для снижения оборотов

Е — Взрывозащищённое исполнение двигателя (если указано)

ЗРК — Закрытое рабочее колесо

ПРК — Полуоткрытое рабочее колесо

ОРК — Открытое рабочее колесо

Дополнительно в маркировке могут указываться:

• Размеры входа/выхода — например, 50/50 или вх/вых 50
• Наличие датчика "сухого хода" или щупа наличия жидкости в бачке охлаждения

Правильное понимание маркировки и расчёт гидравлических потерь — ключ к надёжной работе насоса без перегрузок, кавитации и преждевременного износа.

Дополнительные системы защиты и контроля насосов ОНЦ

Для обеспечения надёжной, безопасной и долговечной работы центробежных насосов типа ОНЦ важно предусмотреть дополнительные системы защиты и контроля. Они позволяют избежать преждевременного износа деталей, предотвратить аварийные ситуации и обеспечить стабильные параметры работы оборудования в различных технологических условиях.

Рубашка охлаждения/обогрева

Рубашка охлаждения или обогрева — это дополнительная внешняя камера, которая располагается вокруг корпуса или торцевого уплотнения насоса. Через неё циркулирует охлаждающая или нагревающая среда (вода, антифриз, пар), обеспечивая точный контроль температуры перекачиваемой жидкости. Эта система особенно необходима при работе с жидкостями, которые могут изменять вязкость, структуру или свойства в зависимости от внешней температуры. Рубашка позволяет стабилизировать температурный режим и предотвратить перегрев насоса, торцевых уплотнений и других рабочих элементов.

Бачок автономного охлаждения торцевых уплотнений

Автономный бачок охлаждения предназначен для отвода тепла от торцевых уплотнений, снижая температуру в зоне их работы. В бачке циркулирует охлаждающая жидкость, обычно чистая вода или специальная охлаждающая жидкость, которая обеспечивает дополнительный теплоотвод. Такая система является обязательной при интенсивной эксплуатации насосов, особенно в условиях повышенных температур и вязкости продуктов, а также при длительных непрерывных циклах работы. Она значительно продлевает срок службы торцевых уплотнений и снижает риски их повреждения из-за перегрева.

Защитный кожух двигателя

Защитный кожух двигателя представляет собой специальный металлический или пластиковый корпус, установленный на электродвигателе насоса. Его задача — обеспечить надёжную защиту от попадания воды, пыли, грязи и других внешних факторов, которые могут негативно сказаться на работе двигателя. Применение защитного кожуха особенно важно в условиях повышенной влажности, в запыленных производственных помещениях и там, где существует риск случайного механического повреждения двигателя.

Устройство контроля «сухого хода»

Устройство контроля «сухого хода» предназначено для защиты насоса от работы без жидкости в рабочей зоне. При отсутствии жидкости рабочее колесо начинает вращаться вхолостую, что может привести к быстрому перегреву торцевого уплотнения, повреждению корпуса или других элементов конструкции. Данное устройство, благодаря датчику уровня или специальным сенсорам, автоматически обнаруживает отсутствие жидкости и мгновенно отключает насос. Это предотвращает перегрев, продлевает срок службы оборудования и исключает дорогостоящие аварийные простои.

Системы защиты от перегрузок

Системы защиты от перегрузок (например, тепловые реле, электронные блоки управления) автоматически контролируют параметры работы насоса и двигателя. В случае превышения максимально допустимых нагрузок, скачков напряжения или других аварийных ситуаций такие устройства автоматически останавливают насос, предотвращая его повреждение. Это особенно важно при изменяющихся условиях эксплуатации и нестабильном электропитании.

Использование этих дополнительных систем защиты и контроля существенно повышает надёжность насосов ОНЦ, продлевает их ресурс, облегчает обслуживание и гарантирует стабильность технологического процесса на предприятии.

Влияние производительности на давление и наоборот

Центробежные насосы, в том числе насосы типа ОНЦ, работают по закону, при котором подача (Q) и напор (H) находятся в обратной зависимости. Чем выше напор, тем ниже подача, и наоборот.

На практике это значит, что любые изменения в системе (например, установка фильтра, клапана, сужения трубы или изменение высоты подъёма) меняют её сопротивление. Это отражается на характеристике системы, которая становится более крутой.

На графике ниже это видно чётко: характеристика насоса (бирюзовая кривая) остаётся прежней, а характеристика системы меняется (чёрная и пунктирная линии). Точка пересечения этих кривых — рабочая точка насоса, то есть реальный расход и напор при текущих условиях.

Если система стала «тяжелее» (например, трубопровод длиннее, больше углов, или насос установлен выше), её характеристика смещается вверх и влево. В результате:

• Подача жидкости уменьшается
• Рабочий напор увеличивается
• Растёт нагрузка на двигатель
• Увеличивается риск кавитации и перегрева

Практические рекомендации:

• Всегда подбирайте насос по фактическим потерям давления в системе, а не «в теории».
• При необходимости подстройки — используйте частотный преобразователь или редуктор для регулировки расхода.
• Избегайте слишком лёгких трасс — при малом сопротивлении насос может «переливать» и работать не в своей зоне КПД.

Правильный анализ системы и понимание взаимодействия характеристик насоса и трубопровода помогут избежать перегрузок, сбоев и увеличить энергоэффективность.

Преимущества и ограничения

Преимущества:

• Бережная перекачка продукта.
• Простота конструкции и обслуживания.
• Низкий уровень шума.
• Долгий срок эксплуатации.

Ограничения:

• Не подходят для вязких и густых жидкостей.
• Требуют предварительного заполнения жидкостью (кроме моделей ОНЦс).

Монтаж и эксплуатация

Перед монтажом насоса обеспечьте ровное и устойчивое основание. Входной патрубок должен быть ниже уровня жидкости. Используйте запорную арматуру и фильтры для защиты насоса от попадания твёрдых частиц. Избегайте работы насоса «на сухую».

Обслуживание и ремонт

• Утечки жидкости устраняются заменой уплотнений.
• Снижение производительности — очисткой рабочего колеса или заменой повреждённых элементов.

Рекомендации по выбору и покупке насосов ОНЦ

Правильный выбор центробежного насоса типа ОНЦ начинается с анализа параметров производственного процесса и характеристик продукта. В первую очередь необходимо учитывать свойства перекачиваемой жидкости: температуру, вязкость, плотность, агрессивность и наличие включений. Насос должен соответствовать всем этим условиям по материалам исполнения и типу уплотнений.

Обратите внимание на расположение ёмкостей и протяжённость трубопроводов. Если насос будет устанавливаться выше уровня жидкости, предпочтение следует отдать модели с самовсасывающей конструкцией (ОНЦс). При этом важно учитывать не только длину трассы, но и количество поворотов, фильтров и подъемов, чтобы корректно рассчитать требуемый напор.

Также важно определиться с необходимым расходом — он должен соответствовать фактической потребности линии. Избыточная производительность может привести к переливу, износу и снижению гигиеничности, особенно при перекачке чувствительных продуктов, таких как молочные жидкости или соки.

В условиях непрерывной работы или при высоких температурах рекомендуется выбирать насосы с возможностью установки автономного охлаждения торцевого уплотнения, защитного кожуха и датчика «сухого хода». Для производства, где возможна работа со спиртами, необходимо выбирать исполнение с взрывозащитой.

Покупку стоит осуществлять у поставщиков, способных предоставить не только оборудование, но и техническое сопровождение, консультации по подбору, комплектацию под ваш продукт и условия, а также гарантийное и послегарантийное обслуживание.

Наличие технической документации, понятной маркировки и возможности дооснащения насосов дополнительными модулями — признак качественного и промышленно пригодного оборудования.